CHO細胞發(fā)酵的知識

演講人：日期：CHO細胞發(fā)酵的知識目錄CONTENTSCHO細胞概述CHO細胞發(fā)酵基礎(chǔ)CHO細胞發(fā)酵技術(shù)CHO細胞發(fā)酵的影響因素CHO細胞發(fā)酵的應(yīng)用實例CHO細胞發(fā)酵的挑戰(zhàn)與解決方案01CHO細胞概述定義CHO細胞是指轉(zhuǎn)化細胞系，1957年從中國倉鼠卵巢細胞得到。來源最初來源于中國倉鼠卵巢細胞，經(jīng)過培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化而成。CHO細胞的定義與來源CHO細胞具有貼壁生長、易于培養(yǎng)、分裂迅速等特點。特性CHO細胞基因與人類基因高度相似，且易于進行基因改造和表達。遺傳特性CHO細胞能夠高效表達外源基因，且產(chǎn)物穩(wěn)定、易于分離純化。產(chǎn)物特性CHO細胞的特點010203生物科學(xué)研究CHO細胞作為重要的細胞模型，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、遺傳學(xué)、疾病研究等領(lǐng)域。生物制藥CHO細胞廣泛應(yīng)用于生物制藥領(lǐng)域，如生產(chǎn)單克隆抗體、重組蛋白藥物等。細胞治療CHO細胞作為細胞治療的載體，可用于基因治療、細胞移植等。CHO細胞在生物技術(shù)中的應(yīng)用02CHO細胞發(fā)酵基礎(chǔ)發(fā)酵過程簡介發(fā)酵的定義發(fā)酵是一種生物化學(xué)反應(yīng)，是指利用微生物的代謝活動，在有氧或無氧條件下分解有機物并產(chǎn)生能量和其他產(chǎn)物的過程。發(fā)酵的類型根據(jù)微生物的類型和發(fā)酵條件，發(fā)酵可以分為多種類型，如酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等。發(fā)酵在CHO細胞培養(yǎng)中的應(yīng)用CHO細胞發(fā)酵可以用于生產(chǎn)生物制品，如蛋白質(zhì)、抗體、疫苗等。CHO細胞的代謝特點發(fā)酵是基于微生物的生長和代謝活動，通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)條件，如溫度、pH值、營養(yǎng)物質(zhì)等，可以促進微生物的繁殖和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。發(fā)酵的微生物學(xué)原理發(fā)酵的生物化學(xué)原理發(fā)酵過程中涉及到許多生物化學(xué)反應(yīng)，如糖酵解、檸檬酸循環(huán)等，這些反應(yīng)產(chǎn)生的能量和中間產(chǎn)物可以用于生物合成和細胞代謝。CHO細胞是一種轉(zhuǎn)化細胞系，具有高效的代謝能力，可以在無氧條件下進行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和少量能量。CHO細胞發(fā)酵的原理發(fā)酵過程中的關(guān)鍵參數(shù)溫度溫度是影響微生物生長和發(fā)酵過程的重要參數(shù)，不同微生物有不同的最適生長溫度。pH值pH值對微生物的生長和代謝活動有很大影響，需要保持適宜的pH值范圍。營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵過程中需要提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，如碳源、氮源、無機鹽等，以滿足微生物的生長和代謝需求。氧氣不同類型的發(fā)酵對氧氣的需求不同，有的需要氧氣參與，有的則在無氧條件下進行。03CHO細胞發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵前的準(zhǔn)備工作細胞株的選擇與準(zhǔn)備選擇適合發(fā)酵的CHO細胞株，進行復(fù)蘇、擴增和保存。02040301發(fā)酵設(shè)備的準(zhǔn)備與清洗清洗和準(zhǔn)備發(fā)酵罐、管道、閥門等設(shè)備，確保無菌操作。培養(yǎng)基的配置與滅菌配置適宜CHO細胞生長的營養(yǎng)培養(yǎng)基，并進行嚴(yán)格的滅菌處理。環(huán)境條件的設(shè)定調(diào)節(jié)發(fā)酵室的溫度、濕度、光照等條件，為CHO細胞生長提供適宜的環(huán)境。接種與培養(yǎng)將CHO細胞接種到發(fā)酵罐中，進行培養(yǎng)并監(jiān)控其生長狀態(tài)。細胞生長與代謝的調(diào)控通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的濃度、pH值、溶氧等因素，促進CHO細胞的生長和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。發(fā)酵終點的判斷與停止根據(jù)發(fā)酵過程中細胞生長和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生情況，判斷發(fā)酵終點，并適時停止發(fā)酵。發(fā)酵參數(shù)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)實時監(jiān)測發(fā)酵液中的溶氧、pH值、糖濃度、代謝產(chǎn)物濃度等關(guān)鍵參數(shù)，并進行調(diào)節(jié)以優(yōu)化發(fā)酵過程。發(fā)酵過程中的操作與控制01020304產(chǎn)品質(zhì)量檢測與儲存對純化后的產(chǎn)物進行質(zhì)量檢測，如純度、活性等指標(biāo)，并儲存于適宜的條件下，以保持其穩(wěn)定性和活性。發(fā)酵液的離心與過濾將發(fā)酵液進行離心和過濾，去除細胞碎片和雜質(zhì)。產(chǎn)物的提取與純化利用不同的分離技術(shù)，如鹽析、層析、超濾等，對目標(biāo)產(chǎn)物進行提取和純化。發(fā)酵后的處理與純化04CHO細胞發(fā)酵的影響因素培養(yǎng)基成分對發(fā)酵的影響碳源種類和濃度提供細胞生長和產(chǎn)物合成的能量來源，常用葡萄糖、乳糖等。氮源種類和濃度提供細胞生長和產(chǎn)物合成的氮元素，常用氨基酸、蛋白胨等。無機鹽和維生素參與細胞代謝和產(chǎn)物合成，如鎂、鐵、鈣、維生素B等。生長因子和激素影響細胞生長和產(chǎn)物合成的速度和效率，如胰島素、生長因子等。溫度影響細胞代謝和酶活性，從而影響產(chǎn)物合成速度和細胞生長速度。pH值影響細胞膜的通透性、酶的活性和產(chǎn)物的穩(wěn)定性，需維持在最適范圍內(nèi)。溶氧影響細胞呼吸和產(chǎn)物合成，需保持適當(dāng)?shù)娜苎鯘舛纫詽M足細胞生長和產(chǎn)物合成的需求。030201溫度、pH和溶氧對發(fā)酵的影響促進氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的均勻分布，提高發(fā)酵效率。攪拌提供細胞生長和產(chǎn)物合成所需的氧氣，同時排出二氧化碳和其他廢氣。通氣攪拌產(chǎn)生的剪切力可能對細胞造成損傷，需合理控制攪拌速度和通氣量。剪切力攪拌和通氣對發(fā)酵的影響01020305CHO細胞發(fā)酵的應(yīng)用實例抗體藥物生產(chǎn)CHO細胞是抗體藥物生產(chǎn)的主要宿主細胞之一，因其高效表達和正確折疊能力被廣泛用于單克隆抗體、雙特異性抗體等蛋白類藥物的生產(chǎn)。疫苗制備細胞治療生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用CHO細胞也被用于制備一些病毒疫苗，如流感病毒疫苗、狂犬病疫苗等，通過培養(yǎng)細胞來擴增病毒并提取病毒抗原。CHO細胞還被用于細胞治療產(chǎn)品的生產(chǎn)，如CAR-T細胞療法等，通過基因編輯等手段將CAR等基因?qū)隒HO細胞，使其具有特定的免疫功能。生物制藥CHO細胞具有高效表達和可調(diào)控性，有望成為生物制造領(lǐng)域的重要工具，用于生產(chǎn)各種高價值的生物制品。生物制造科學(xué)研究CHO細胞作為重要的細胞模型，在生物學(xué)、疾病研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如用于藥物篩選、毒性評估等。CHO細胞在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用已非常廣泛，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其在新型疫苗、基因治療等領(lǐng)域的應(yīng)用前景也將更加廣闊。其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景安進公司的HumiraHumira是一種用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病等自身免疫性疾病的單克隆抗體藥物，其生產(chǎn)過程使用了CHO細胞進行大規(guī)模培養(yǎng)。默克公司的ErbituxErbitux是一種用于治療頭頸癌和結(jié)直腸癌的表皮生長因子受體抑制劑，其生產(chǎn)工藝也采用了CHO細胞發(fā)酵技術(shù)。典型案例分析06CHO細胞發(fā)酵的挑戰(zhàn)與解決方案發(fā)酵過程中可能遇到的問題細胞生長緩慢由于培養(yǎng)條件不佳或細胞自身特性，導(dǎo)致細胞生長緩慢，影響發(fā)酵效率。產(chǎn)物表達量低由于細胞表達系統(tǒng)不完善或培養(yǎng)條件不合適，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物表達量低。細胞死亡與凋亡在發(fā)酵過程中，細胞可能會因環(huán)境壓力、營養(yǎng)不足等原因死亡或凋亡，影響發(fā)酵過程的穩(wěn)定性。產(chǎn)物穩(wěn)定性差某些目標(biāo)產(chǎn)物在細胞外環(huán)境中不穩(wěn)定，容易降解或失活，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。優(yōu)化培養(yǎng)條件通過調(diào)整培養(yǎng)溫度、pH值、溶氧量等參數(shù)，為細胞生長提供最佳環(huán)境。改進細胞系利用基因工程技術(shù)改造細胞系，提高目標(biāo)產(chǎn)物的表達量和穩(wěn)定性。添加誘導(dǎo)劑在發(fā)酵過程中添加適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)劑，可以激活細胞內(nèi)的表達系統(tǒng)，提高產(chǎn)物表達量。優(yōu)化發(fā)酵工藝采用分批培養(yǎng)、補料培養(yǎng)等策略，提高細胞密度和產(chǎn)物表達量。提高CHO細胞發(fā)酵效率的策略細胞培養(yǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，細胞培養(yǎng)技術(shù)將不斷創(chuàng)新，為CHO細胞發(fā)酵提供更多可能性。自動化與智能化趨勢未來，CHO細胞發(fā)酵將更加注重自