細胞培養在從學術研究到生物製藥製造的各個領域中發揮關鍵作用。隨著對基於細胞的產品和研究成果的需求持續上升，對可擴展且高效的細胞培養過程的需求變得越來越明顯。擴大細胞培養規模涉及從小型實驗室規模培養過渡到更大的生產規模。 這個過程並非沒有挑戰，需要仔細考慮設備、介質和流程最佳化等因素。當我們需要擴展指南時，它們在哪裡？在本部落格中，我們將探討擴大細胞培養規模的關鍵方面，以及研究人員和行業專業人士如何應對複雜性，以成功實現從小規模到大規模細胞培養。

計劃擴大細胞規模時需要考慮的 11 件事

1. 細胞類型和特徵：

了解所培養的細胞類型的特定特徵。不同的細胞系或原代細胞可能對生長、營養消耗和對環境條件的敏感性有獨特的要求。這些資訊對於設計適當的擴大策略至關重要。

2. 擴大規模的目標與應用：

明確定義擴大流程的目標。考慮目的是生產更多的細胞、增加特定產品（例如蛋白質或抗體）的產量，或是支持更廣泛的實驗研究。預期應用會影響放大方法。

3. 設備和基礎設施：

評估並投資適合更大規模的設備。這可能包括生物反應器、發酵槽或其他專為大規模細胞培養而設計的專用容器。確保基礎設施（包括無塵室和支援系統）能夠適應擴大的規模。

4. 介質配方：

調整細胞培養基以適應更大的體積。培養基的成分可能需要調整以支持更大規模的最佳細胞生長和生產力。考慮營養濃度、pH 穩定性和補充劑添加等因素。

5、流程優化：

優化更大規模的細胞培養過程。這涉及完善攪拌、通氣和混合等參數，以確保營養物質和氧氣的均勻分佈。考慮剪切力對細胞活力和產品品質的影響並進行相應調整。

6. 縮小模型：

在開發的早期階段實施縮小模型。這些較小規模的模型模仿較大培養物的條件，並為細胞在較大規模下的行為提供了寶貴的見解。縮小規模的研究可以幫助識別潛在的挑戰並為優化策略提供資訊。

7. 監控系統：

實施強大的監控和控制系統。準確即時監測 pH 值、溫度、溶解氧和營養物濃度等關鍵參數對於維持一致的環境並及時回應任何偏差至關重要。

8. 無菌保證：

保持嚴格的無菌技術以防止污染。隨著規模的增加，污染的風險也隨之增加。確保設施設計、設備和程序支援無菌環境。

9、品質控制措施：

建立品質控制措施，以評估放大過程不同階段細胞的活力、生長和產品品質。定期測試污染物、監測細胞密度並評估產品特性以確保一致性。

10、人員培訓：

培訓參與擴大規模過程的人員。大規模細胞培養可能需要與小規模實驗室工作不同的技能和專業知識。確保團隊精通擴大營運的具體挑戰和要求。

11. 監管合規性：

了解並遵守監管要求。用於治療或商業目的的大規模細胞培養過程可能會受到監管審查。確保設施和流程符合您選擇建立生物製造實驗室的國家/地區管理機構的監管標準和指南。

您可以找到新加坡衛生科學局 (HSA) 提供的新加坡 GMP 和 GDP 標準概述 請點擊這裡，您可以找到泰國食品藥物管理局（FDA）對泰國GMP標準的概述 請點擊這裡.

了解懸浮細胞培養中的放大：

懸浮培養涉及在三維環境中生長細胞，其中細胞自由懸浮在培養基中。這通常是透過使用攪拌槽生物反應器、波動生物反應器、旋轉細胞培養系統、氣升式生物反應器、旋轉燒瓶和錐形瓶來保持細胞懸浮來實現的。

懸浮細胞培養的特性：

• 細胞不附著在基質上。
• 細胞培養基充分混合，以確保營養物質和氧氣的均勻分佈。
• 適用於生產分泌型產品，如蛋白質、抗體和某些類型的疫苗。

在什麼情況下科學家會選擇懸浮培養擴大規模：

• 生物製藥生產（例如單株抗體）。
• 疫苗生產。
• 用於研究或治療的大規模細胞擴增。

了解貼壁細胞培養的放大：

單層培養涉及將細胞以單層形式附著在平坦表面（例如培養瓶或培養皿的底部）上。這種方法在實驗室環境中很常見，適用於某些細胞類型，特別是貼壁細胞。

貼壁細胞培養的特徵：

• 細胞黏附在固體基質上。
• 需要進行表面處理以促進細胞附著。
• 適合需要黏附的細胞或產品的生產（例如，某些類型的病毒生產或某些細胞療法）。

在什麼情況下，科學家會選擇在貼壁培養中擴大規模：

• 細胞系開發和維護。
• 疫苗生產（例如，某些病毒疫苗）。
• 某些類型的基因治療和組織工程。

科學家用於放大的基本細胞培養器皿

擴大細胞培養規模涉及從小規模實驗室培養過渡到較大規模的試驗規模以及最終的生產規模製程。幾種類型的培養容器和設備通常用於放大細胞培養。以下是一些用於擴大規模的關鍵文化產品：

• T型燒瓶

T 型瓶是用於細胞培養物日常維護的最廣泛使用的容器。其安全的螺旋蓋可以為寶貴的細胞提供最佳保護，使其免受污染。 「T」指培養瓶可供細胞生長的總表面積，有T-25至T-225不同尺寸（T-25指25cm² 生長區）。儘管這些燒瓶很經濟，但它們是勞力密集的，並且擴大規模所需的佔地面積很大。

• 細胞工廠

細胞工廠是緊湊的一次性系統，易於擴大規模。它們是由堆疊的平坦表面組成的大型 T 型瓶，增加了細胞生長的可用表面積。這些系統提供與實驗室規模細胞培養產品相同的生長動力學。它們適用於高密度培養，通常用於大規模生產細胞、疫苗和治療性蛋白質。有不同的版本可供選擇，從 1 層到 40 層格式。

• 滾瓶

滾瓶： 滾瓶為細胞附著和生長提供了較大的表面積。它們通常用於貼壁細胞系，適用於需要高細胞產量的過程。通常，將細胞接種在滾筒中，並將瓶子放置在 CO2 中的滾筒上₂ 孵化器。緩慢且連續地旋轉燒瓶以提供均質的培養環境。滾瓶有多種容量和款式可供選擇，包括具有擴展表面的滾瓶，與普通滾瓶相比，可為細胞生長提供更大的表面積。這些擴大表面的滾瓶可以培養更多數量的細胞，進而提高細胞產量。

• 錐形瓶

這些錐形瓶廣泛用於培養懸浮細胞。它們配有擋板以改善混合，並配有通風蓋以增加氣體交換。它們非常經濟、緊湊且易於收穫。

• 細胞培養袋

細胞培養袋為擴大懸浮細胞培養提供了靈活高效的解決方案。它們的封閉系統設計、大表面積以及與一次性應用的兼容性使它們在生物製藥製造、疫苗生產和研究環境中特別有價值。當與適當的監測和控制系統結合使用時，細胞培養袋有助於細胞和生物製品的可靠和可擴展生產。

根據細胞系的具體要求、培養過程和生產規模仔細選擇培養器皿是至關重要的。應考慮容器材料、表面處理和可擴展性等因素，以確保細胞培養的成功放大。此外，無菌技術和適當的品質控制措施對於在整個放大過程中保持細胞培養的完整性至關重要。