案例应用丨CEL-G® Culture Ad60系列固定床生物反应器固定化培养悬浮细胞

自从CHO细胞悬浮生产抗体的补料工艺成熟后，大体积、高投入的悬浮反应器受市场刺激开始大量出现。尤其是新冠疫情之前，市场一片向好，6k L、10k L甚至是15k L的悬浮反应器建设的信息此起彼伏。

疫情之后，瞬息万变的市场，需要在更低的成本下实现高生产率和制造的灵活性。灌流工艺通过在恒定的培养环境中进行持续的营养物质的添加和代谢副产物的去除，实现更长的培养时间、更高的细胞培养密度，从而获得更多的目的产物。BPOG（Biophorum Operations Group）在2017年发布的悬浮细胞未来培养技术路线图中，传统的批次培养工艺正在向着连续化和集成化的灌流工艺过渡。

传统的将培养细胞截留在悬浮反应器内部的灌流反应器系统和将培养细胞固定在培养介质中的固定床生物反应器有非常大的相似之处，使用固定床反应器代替灌流反应器对悬浮细胞进行灌流培养，在反应器结构和原理上都具有可以实现的基础。

同腾新创开发的CEL-G® Culture Ad60系列固定床生物反应器，采用细胞培养膜（PET）和固定支撑网（PP）多层交替结构。独特的瀑布流设计，让固定床具备更小的剪切力，对贴壁细胞和悬浮细胞均可以提供更加温和的细胞培养环境。

293F细胞是一类能够在无血清中高效生产工程型外泌体的细胞系。为了确认固定床生物反应器对悬浮细胞的培养效果，我们用293F细胞平行在CEL-G® Culture Ad60系列固定床生物反应器FB-2固定床和applikon my-control悬浮反应器培养，采用相同细胞密度接种，培养周期为7天，悬浮反应器在培养7天后收液，固定床生物反应器在培养第四天和第七天各收液一次。对细胞扩增情况、细胞代谢数据、细胞上清外泌体颗粒数（NTA）结果进行比较。

图2. 实验数据

表1. 外泌体收获数据

从实验结果来看，293F细胞在固定床生物反应器中可以获得和悬浮反应器相近的扩增效率，说明使用固定床生物反应器进行悬浮细胞固定化培养是可行的。且从day3-day7的细胞上清检测结果可以看出，293F细胞在固定床生物反应器中的培养，每天的外泌体浓度均高于悬浮反应器，说明使用固定床生物反应器培养悬浮细胞，在单位体积的外泌体产物分泌上相比悬浮反应器更具优势。

而和悬浮反应器相比，固定床生物反应器具有和灌流生物反应器相同的优势，即可以实现多批次上清收集，提高单位时间内相同投料量的产物总产量，从而降低生产成本。本次实验中，相同接种细胞数量和相同培养时间内，采用固定床生物反应器收获的外泌体产量是悬浮反应器产量的15倍。

因此，使用固定床生物反应器采用类似于灌流工艺的方式进行悬浮细胞固定化培养是完全可行的，经试验证实，固定床生物反应器在293F细胞的外泌体生产应用中与悬浮反应器相比具有投入少、产出高的优势。