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实测200OD验证!XDR-50MO赋能高密度微生物发酵
一次性生物反应器因其灵活、便捷的优势已被大量应用在了很多哺乳动物细胞培养的过程中。但相对于哺乳动物细胞培养过程的温和及容易控制,微生物生长过程则更加迅速与剧烈,这往往需要更高的Kla、更强的混合效果、更大的通气流速等,这些都给生物反应器带来了更多的挑战。
那么Cytiva XDR MO系列发酵罐对此有怎样的应对及表现呢?
一、硬件方面
在硬件方面,Cytiva XDR MO系列发酵罐和XDR CC系列细胞反应器具有很多相同的设计,如同样使用X-Station控制系统进行罐体控制,同样使用全/双层夹套的罐体进行保温控温,磁力耦合的下搅拌桨叶进行液体混合,电柜和气柜、强电和弱电物理隔离的方式提高安全和稳定性等等。另外,又针对微生物发酵过程的迅速与剧烈添加了很多独特的设计:
XDR50-MO发酵罐示意图
1.1 搅拌桨叶轮
Cytiva XDR MO系列发酵罐采用双层叶轮设计,第一层为Rushton叶轮,为系统提供强劲的混合动力,第二层为轴流式叶轮,以下降流的方式混合,增加了气体停留时间,提高了气体Kla。两级叶轮的组合兼顾了液体混合及氧传质效率,为整个发酵过程保驾护航。
1.2 尾气冷凝器
Cytiva XDR MO系列发酵罐配备了尾气冷凝装置(相匹配的尾气冷凝袋安装在一次性培养袋上,装袋子时一并安装)。微生物生长快、氧传质要求高,这使得微生物发酵过程中的进气和出气量巨大。过高的气体流量,不仅会使过多的培养基蒸发,同时也增大了尾气滤器的压力,造成堵塞的风险。尾气冷凝器的添加可回流由于气体的快速流通而可能夹带在尾气中的水分,避免了液体流失及尾气滤器的压力。
1.3 挡板
Cytiva XDR MO发酵罐添加了3根外置挡板,可安装与罐体内部,挡板的添加进一步提高了罐内液体的混合效果与氧传质效率,保证了微生物的生长需求。
二、软件方面
Cytiva XDR MO系列发酵罐和CC系列细胞反应器同样采用Wanderware控制软件进行设备控制,软件无高低版本之分,符合21 CFR Part 11和GAMP5要求,便于GMP监管下的合规生产。软件的多个功能设计也对微生物发酵过程十分友好:
2.1 级联设置
软件的级联设置是开放式的,pH、DO、重量等均可与多个参数进行级联控制。如DO可与搅拌、空气、氧气等多个参数进行级联,各参数的优先级及多大设定值后会转移至下一级等均可根据实际工艺进行设置,增加了控制的灵活性。
2.2 Setpoint Table设置
设备的每个参数(如蠕动泵),均可以实现多达20步的Setpoint Table设置,设置该参数的设定值与时间的关系,可自动、灵活的实现微生物生长过程中复杂的补料策略。
Cascade及Setpoint Table设置界面
三、实际案例,有图有真相
近期,Cytiva Fasttrak实验室的科学家们进行了XDR 50 MO高密度微生物发酵实验,以验证XDR 50 MO发酵罐在高密度菌体发酵中的表现,实验参数及结果如下:
工艺参数
XDR50-MO高密度发酵结果
从实验结果可以看出,本次菌体发酵时间约40个小时,最高密度超过200 OD。进一步验证了Cytiva XDR 50-MO发酵罐的设计非常适宜微生物发酵,可支持高密度的菌体生长。
Cytiva XDR MO系列发酵罐既可实现一次性技术的即拆即用、灵活便捷、省时省力的特点,同时其设计又能很好的满足微生物发酵过程的需求,可支持高密度的菌体发酵,是微生物发酵过程中的一个优质选择。
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