細胞培養(yǎng)設(shè)備選型指南：XDR生物反應器優(yōu)勢詳解

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2019新年來臨，大家工廠的電路是否也做好了長期運行不斷電的準備了呢？

如果一切都準備就緒，那么我們就開始XDR生物反應器的細胞培養(yǎng)之旅吧！

為什么要選擇XDR生物反應器？

原因一丨罐體設(shè)計上的相似性，提供好的放大基礎(chǔ)

XDR 10-2000 L系列生物反應器較一致的高徑比（圖1），相同類型且梯度放大的葉輪直徑，一定范圍內(nèi)的葉輪直徑與罐體直徑比，為4.5 L – 2000 L體積的細胞培養(yǎng)提供了幾何相似的線性 Scale-Up 和Scale-Down 基礎(chǔ)。

圖1 XDR 10-2000 L 生物反應器示意圖

原因二丨XDR反應器最低培養(yǎng)體積小，靈活便利，自由度更高

底攪拌的設(shè)計（圖2）使XDR 200至XDR 2000的最小工作體積僅為標稱罐體體積的20%。也就是說，500L的XDR反應器，只需裝100L的培養(yǎng)基和種子，就能實現(xiàn)細胞培養(yǎng)了。同時，XDR 罐體無縫放大的工作體積，使得N-1、生產(chǎn)批可以很方便的在同一細胞培養(yǎng)袋中實現(xiàn)。大新年的就能省一筆耗材費，有沒有收紅包的喜感？

圖2 XDR 10-2000 L 生物反應器底攪拌展示

原因三丨提供多達五種通氣孔徑，豐富工藝多樣性

好的通氣方式，就是要高效、溫和。XDR反應器在通氣設(shè)置上，很好地將通氣和攪拌相結(jié)合。通氣盤上的八路氣體出氣口位于攪拌槳葉下方的設(shè)計，能使攪拌槳葉將氣體最大化的均勻分布在整個罐體，實現(xiàn)高效溫和的通氣效果。同時，底通氣體分布盤可以進行靈活選擇，通氣孔徑包含有 2 μm，20 μm，0.5 mm，1.0 mm及2.0 mm T sparge五種大小（圖3），可以滿足不同工藝及不同使用習慣。

圖3 XDR 生物反應器底部氣體分布盤設(shè)計

原因四丨GE通氣策略推薦、基于DO、pH和CO₂分壓的多種考慮

在常見的實驗生產(chǎn)中 ，我們推薦使用 20 μm或 2 μm底通O₂控制DO，此時氧氣最大通氣量較小，也不會對細胞造成較大的剪切力損傷。用于維持pH的CO₂也建議使用20 μm或 2 μm降低CO₂總通氣量。

為了維持XDR罐體中CO₂分壓在較低的范圍內(nèi)，如控制CO₂分壓小于 120 mmHg [1], 最簡單的方法是通過使用0.5-2.0 mm 底通空氣實現(xiàn)CO₂分壓的驅(qū)趕。

除了常見的大泡加微泡的底部氣體供應模式以外，也有小伙伴們喜歡單獨微泡或單獨大泡進行氣體控制。

假設(shè)單獨使用微泡進行底部氣體供應，我們也可以在培養(yǎng)后期提高一定范圍的攪拌轉(zhuǎn)速以達到降低 CO₂分壓的目的，當然細胞是否能夠耐受全微泡的剪切力損傷也是非常重要的考慮因素。

假設(shè)單獨使用大泡進行底部氣體供應，一定要對袋壓進行嚴格的監(jiān)控，同時充分準備Air, CO₂, O₂等工藝氣體，以及備份的尾氣濾器, 以防 “雞飛蛋打”。

最后放一張Rentschler的XDR 放大結(jié)果圖（圖4）鎮(zhèn)妖，祝大家在新的一年里培養(yǎng)順利，每批都有好結(jié)果！升職加薪，實現(xiàn)人生巔峰！

圖4 Rentschler 使用XDR 200, XDR 1000 放大小試工藝, 12天 CHO DG44在XDR生物反應器的培養(yǎng)工藝中P/V 維持在10-23 W·m-3, DO = 50%, pH = 7.0, 36.8°C , Day 12 XDR 相比于7.5 % CO₂, 36.8°C 培養(yǎng)環(huán)境下125 ml 搖瓶的細胞密度提高30%，細胞活力提高15%左右[2]。