細(xì)胞工廠是大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)的利器,規(guī)范操作是成功的關(guān)鍵。在疫苗研發(fā)、單克隆抗體制備及生物制藥等工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域,細(xì)胞工廠已成為不可或缺的核心工具。它通過(guò)在有限空間內(nèi)創(chuàng)造多層培養(yǎng)表面,實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞培養(yǎng)的線性放大,但其優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮依賴于嚴(yán)格遵循規(guī)范化的操作流程。
培養(yǎng)基與細(xì)胞的預(yù)處理是成功培養(yǎng)的第一步。提前將細(xì)胞工廠和培養(yǎng)基預(yù)熱至培養(yǎng)溫度(通常為37℃),因?yàn)榇笮团囵B(yǎng)器要達(dá)到設(shè)定溫度需要較長(zhǎng)時(shí)間,預(yù)熱可顯著加快細(xì)胞貼壁速度并提高細(xì)胞回收率。在操作環(huán)境方面,所有工作都應(yīng)在超凈工作臺(tái)或生物安全柜內(nèi)進(jìn)行,確保無(wú)菌環(huán)境。操作人員需穿戴適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)裝備,包括實(shí)驗(yàn)服、手套和口罩。仔細(xì)檢查細(xì)胞工廠包裝是否完好,產(chǎn)品有無(wú)破損。檢查細(xì)胞工廠的規(guī)格和類型是否符合實(shí)驗(yàn)要求,常見(jiàn)的規(guī)格有1層、2層、5層、10層乃至40層,根據(jù)培養(yǎng)規(guī)模選擇合適的型號(hào)。

細(xì)胞工廠
對(duì)于不帶管路系統(tǒng)的常規(guī)細(xì)胞工廠,其標(biāo)準(zhǔn)化操作如下:
將準(zhǔn)備好的培養(yǎng)基倒入細(xì)胞工廠,建議每層加入150-200mL培養(yǎng)基。接著將細(xì)胞工廠側(cè)放,使液面平衡,液口朝上,靜置一段時(shí)間讓培養(yǎng)液平均分配到每一層。最后緩慢將細(xì)胞工廠放至水平位置,放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育培養(yǎng)。帶管路細(xì)胞工廠的操作方法對(duì)于帶有管路系統(tǒng)的細(xì)胞工廠,操作流程更為精細(xì):首先剪掉進(jìn)液管路上的軋帶,根據(jù)需求在進(jìn)液管路上加上管夾。將進(jìn)液管路末端和儲(chǔ)液瓶的出液管路通過(guò)無(wú)菌接管機(jī)進(jìn)行連接。加入細(xì)胞懸液后,關(guān)閉進(jìn)液管路上的管夾,利用重力虹吸原理或蠕動(dòng)泵將培養(yǎng)基或細(xì)胞懸液加入到細(xì)胞工廠中。關(guān)鍵操作要點(diǎn):將細(xì)胞工廠側(cè)放,使液面平均分配到每層,進(jìn)液管路側(cè)朝下,空氣濾器側(cè)朝上,避免液體進(jìn)入空氣濾器中。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90℃,使加液口朝上,靜置后液體平均分配到每一層。緩慢將細(xì)胞工廠放至水平位置,整理好進(jìn)液管路,然后放入培養(yǎng)箱。接種細(xì)胞時(shí),將適量的細(xì)胞懸液通過(guò)專用接口緩慢加入細(xì)胞工廠各層,確保細(xì)胞均勻分布??墒褂萌鋭?dòng)泵等設(shè)備輔助接種,提高接種的準(zhǔn)確性與效率。接種完成后,及時(shí)旋緊蓋子,避免外界污染。

10層細(xì)胞工廠
溫度穩(wěn)定性是細(xì)胞培養(yǎng)成功的基礎(chǔ),培養(yǎng)過(guò)程中需確保培養(yǎng)箱溫度恒定在37℃(根據(jù)細(xì)胞類型調(diào)整),一點(diǎn)偏差都可能影響細(xì)胞收獲率。氣體交換同樣重要。若使用透氣蓋,確保其處于良好的透氣狀態(tài);若使用密封蓋,在放入CO2培養(yǎng)箱時(shí)應(yīng)適當(dāng)松開(kāi)蓋子,以保證氣體交換。定期觀察細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)是必不可少的環(huán)節(jié)??赏ㄟ^(guò)透明的培養(yǎng)器壁進(jìn)行初步觀察,但對(duì)于10層細(xì)胞工廠或40層細(xì)胞工廠,由于不能清晰觀察中間層的細(xì)胞狀態(tài),建議使用專用的多層細(xì)胞培養(yǎng)器觀察臺(tái),或參照完全相同培養(yǎng)條件下的培養(yǎng)瓶或單層細(xì)胞工廠的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)達(dá)到預(yù)期階段,按照以下步驟進(jìn)行細(xì)胞收獲:
培養(yǎng)結(jié)束后先將培養(yǎng)液倒出,使用無(wú)鈣無(wú)鎂磷酸鹽緩沖液(CMF-PBS)清洗(每層40-50 mL),若有需要可重復(fù)清洗一次。使用預(yù)熱的消化液(每層10-40 mL)進(jìn)行消化,平均分布到每層,輕輕前后左右傾斜培養(yǎng)器,確保消化液完全浸過(guò)培養(yǎng)面。收集細(xì)胞時(shí),以1000 rpm離心5分鐘,去除消化液,獲得細(xì)胞沉淀。用CMF-PBS或培養(yǎng)基清洗消化過(guò)的培養(yǎng)器,確保完全回收細(xì)胞。

避免氣泡產(chǎn)生是操作中的重要環(huán)節(jié)。氣泡可能導(dǎo)致培養(yǎng)基從上層流到下層,因此操作應(yīng)緩慢,避免大幅晃動(dòng)。防止污染是關(guān)鍵要求。所有操作必須嚴(yán)格遵循無(wú)菌操作規(guī)范,避免手直接接觸細(xì)胞培養(yǎng)器皿和試劑。操作前后應(yīng)對(duì)手部進(jìn)行消毒處理。酒精使用需謹(jǐn)慎。避免酒精噴灑到透氣蓋上,酒精可能會(huì)濕潤(rùn)疏水濾膜,導(dǎo)致不能透氣影響氣體交換或?qū)е虏僮鲿r(shí)不能平衡壓力。培養(yǎng)基分配均勻性對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)一致性至關(guān)重要。移動(dòng)細(xì)胞工廠時(shí)要盡量保持水平,否則會(huì)造成每層溶液不均勻。放置細(xì)胞工廠的平臺(tái)或架子一定要水平,防止同層的細(xì)胞溶液厚度不同。

細(xì)胞工廠技術(shù)在疫苗行業(yè)應(yīng)用廣泛,如甲肝疫苗、口服脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗等生產(chǎn)已成熟運(yùn)用這一技術(shù)。由于其便捷安全的操作方式,較少的占用空間,可控性好,細(xì)胞工廠已被越來(lái)越多的生物制藥企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)接受。隨著細(xì)胞與基因治療、干細(xì)胞研究等前沿領(lǐng)域的快速發(fā)展,細(xì)胞工廠的價(jià)值將進(jìn)一步凸顯。正確規(guī)范地操作細(xì)胞工廠,不僅能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性,也能大大提高實(shí)驗(yàn)效率,降低科研成本。嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行每一步操作,細(xì)心關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié),才能讓細(xì)胞工廠這一高效工具發(fā)揮最大價(jià)值,推動(dòng)生命科學(xué)研究和生物制藥產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。
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