Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

نظام ميكروبيوريكتور لإنتاج IgG1 النموذجي في الخلايا شو الآلي استخدام الفائق

Published: September 28, 2018 doi: 10.3791/58231

Summary

ويرد بروتوكول مفصل للعملية المتزامنة 48 الثقافات الخلية موازية تحت ظروف متنوعة في نظام ميكروبيوريكتور. ويرد وصف عملية الثقافة الخلية والحصاد وتحليل عيار الأجسام المضادة اللاحقة.

Abstract

Microscale الآلي المفاعلات الحيوية (15 مل) يمكن أن تكون أداة مفيدة للمهندسين ثقافة الخلية. وهي تيسر التنفيذ المتزامن لمجموعة متنوعة من الظروف التجريبية مع التقليل من احتمال عملية التغير. وتشمل التطبيقات هذا النهج: استنساخ الفرز، تحولات درجة الحرارة ودرجة الحموضة، وتحسين وسائل الإعلام والملحق. وعلاوة على ذلك، وحدات مفاعل صغير تفضي إلى "تصميم تجارب" كبيرة، أن التحقيق في مجموعة واسعة من الظروف. وهذا ما يسمح عمليات المنبع إلى حد كبير الأمثل قبل الصعود حيث التجريب هو أضيق نطاقا بسبب الوقت والقيود الاقتصادية. وتوفر النظم مفاعل حيوي microscale الآلي مزايا مختلفة على مدى التقليدية صغيرة النطاق وحدات الثقافة الخلية، مثل قوارير اهتزاز أو قوارير زر الزيادة والنقصان. ومع ذلك، خلال نطاق تجريبي عملية التنمية كبيرة يجب الحرص لضمان أن تتحقق هذه المزايا. عند تشغيل بعناية، النظام يمكن تمكين أتمتة عالية المستوى، ويمكن برمجتها لتشغيل وزارة الطاقة مع عدد أكبر من المتغيرات ويمكن أن تقلل من وقت أخذ العينات عند دمجها مع محلل المغذيات أو عداد الخلايا. تكامل الأساليب البحثية المستمدة من الخبراء المقدمة هنا، مع تجارب مفاعل حيوي microscale الآلي الحالي يمكن التقليل من المخاطر الشائعة التي تعيق نتائج ذات مغزى. وفي الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي الفشل في التقيد بالمبادئ المبينة هنا إلى تلف المعدات التي تتطلب إصلاحات مكلفة. وعلاوة على ذلك، قد نظم ميكروبيوريكتور وحدات الثقافة الصغيرة مما يجعل من الصعب وصف ظروف ثقافة الخلية. يقتصر عدد وكمية من العينات المأخوذة في عملية في الوضع الدفعي الثقافة كوحدات التشغيل لا يمكن أن تقل عن 10 مل. وسيناقش هذا الأسلوب مزايا وعيوب النظم مفاعل حيوي microscale.

Introduction

وأنتجت مونوكلونل (مابس) أولاً في خلايا هيبريدوما الماوس في عام 19751. ومنذ ذلك الحين، حدث زيادة في تطوير إنتاج البروتين المؤتلف إضفاء الطابع الإنساني على مابس للزيادة في فيفو سلامة وفعالية2،،من34. تستخدم معظم عمليات إنتاج البروتين المؤتلف خلايا مبيض الهمستر الصيني (شو) للسهولة التي التي يمكن تكييفها للمصل وسائل الإعلام الحرة، قدرتها على إنتاج البروتينات مع التعديلات بوستترانسلاشونال مماثلة إلى أن الإنسان الفطرية البروتين وهذه الاعتمادية كمضيف الخلايا5،6.

يتزايد الطلب تسليم المنتج أسرع، وعدد أكبر من السكان المريض مع الحفاظ على جودة. بالإضافة إلى الفوائد الاقتصادية، يتزايد مرجع الأمراض التي يعالجها مابس، الذي يشمل الآن أمراض المناعة الذاتية، ومضاعفات ما بعد زرع الأعضاء، والتهاب المفاصل، والسرطان7. متوسط الغلة لخطوط إنتاج ماب التجارية الحديثة هي عادة في حدود 5-6 غ/لتر ويستمر ارتفاع5. في جزء منه، وقد تحقق من خلال الهندسة خلية شو وفحص خط الإنتاج المحسنة باستخدام المفاعلات الحيوية الفائق8. بيد أن معظم الزيادات في إنتاج البروتين قد نسبت إلى عملية التحسينات، بما في ذلك التقدم في تحسين وسائل الإعلام، شروط ثقافة الخلية، وتعزيز التغذية استراتيجيات7،،من910. مكملات المغذيات ضروري ليس فقط لنمو الخلايا السليمة ولكن أيضا لإنتاج البروتين ذات جودة عالية الكفاءة. وعلاوة على ذلك، تتطلب الخلايا إضافة المقايسة، تقتضي التفاهم الإضافية لتغذية استراتيجية التحسين6،11من العناصر المغذية المحددة. وتشمل أساليب التحسين التقليدية معايرة عنصر الوسائط الفردية ووسائل الإعلام مع التصاميم خليط مزج. ومع ذلك، هذه الأساليب المركزة مضيعة للوقت، والعمل، وتنطوي على المخاطر المرتبطة بالخطأ البشري12،13.

دراسات تحسين الإعلام سابقا تعتمد على اهتزاز قوارير والمفاعلات الحيوية ل 1-2 التي قد تكون باهظة من حيث المواد الخام ورأس المال البشري. واستخدمت أيضا ميكروبلاتيس ولكن هذه الأساليب توفير قابلية محدودة. وعلاوة على ذلك، قد لا يزال يتطلب متعددة تدير مضيعة للوقت الذي يعرض تقلب دفعة لدفعة مما يحجب تقلب ككا بسبب تكوين وسائل الإعلام واستراتيجية التغذية14،،من1516. وهكذا، الحاجة لمفاعل حيوي المتوازي الفائق ومتسقة عالية نظم ظهرت17،18،،من1920.

مع حساب الهامة المرتبطة بتشغيل المفاعلات الحيوية التقليدية على نطاق مقاعد البدلاء (0.5-5 L)، ميكروبيوريكتورس توفر بدائل تخفيض التكلفة لتقييم الإنتاج بيولوجيا المتأتية من المخدرات. 21 مقاعد البدلاء-مقياس خزان آثار المفاعلات الحيوية يمكن الاعتماد عليها وتوفر البيانات الكثيفة عبر صفائف الحسية. نظم مراقبة التغذية المرتدة تسمح بسهولة الإشراف على العملية. بيد أن الجمعية، والمعايرة، والتنظيف، وتكاليف اليد العاملة، الركيزة التكاليف، ومتطلبات التعقيم مقاعد البدلاء-مقياس خزان آثار المفاعلات الحيوية مكلفة والعمالة المكثفة للعمل. اهتزاز قوارير ولوحات ميكروتيتير إزالة بعض التكاليف والعمل المشاكل المرتبطة بالمفاعلات الحيوية مقياس أكبر، ولكن هذه البدائل توفر سيطرة ضعيفة على معالجة الأوضاع وإنتاج بيانات ذات الكثافة السكانية المنخفضة، غالباً ما سوى نقطة النهاية القياسات. 22

وبدلاً من ذلك، تستخدم ميكروبيوريكتورس كمية صغيرة من عمل لتوفير نهج مقياس لأسفل خط الخلية والمراحل الأولى من عملية التنمية. يمكنك تقليل حجم التجارب ميكروبيوريكتور كثيرا تكلفة التشغيل من خلال انخفاض في استخدام السلطة والركيزة، والعمل، والفضاء والمرافق. 23 ميكروبيوريكتورس ومثل قوارير اهتزاز في ذلك فسهلة للتعامل معها بسبب صغر حجمها، ولكن يحتفظون بمزايا المفاعلات الحيوية التقليدية على نطاق مقاعد البدلاء من خلال سيطرتها على الإنترنت ردود فعل من درجة الحموضة، درجة الحرارة، حلت الأكسجين، وحمض/قاعدة الاستهلاك، فضلا عن إخراج البيانات في الوقت الحقيقي على معايير الجودة بما في ذلك إيقاف تكوين الغاز. يسمح ميكروبيوريكتور مقياس للقدرة على الفرز الفائق، التي يمكن أن تكون مفيدة في تطوير عملية الاختيار واستنساخ. 24

مفاعل حيوي Microscale متقدمة قد ثبت أن تكون أداة فعالة شو خلية ثقافة عملية توصيف والتنمية18. هنا، نظام ambr15 الآلي، يتألف من 48 ميكروبيوريكتورس في نفس الوقت، أظهرت أن تكون قابلة للمقارنة إلى الكلاسيكية أثارت المفاعلات دبابة في نطاق إعداد الدراسات، واستخدمت25 بطريقة مشابهة للأعمال السابقة التي الأمثل وسائل الإعلام تكوين خط خلية تشو-DG44 المنتجة لنموذج تشيميريك IgG16. آثار ظروف وسائل الإعلام المختلفة على النمو وعيار مقارنة، وتحليلها. هذه الورقة قدمت إرشادات عامة لتشغيل نظام ميكروبيوريكتور وتحليل عينات النفط الخام في وسائل الإعلام.

Protocol

1-البذور تدريب التوسع

ملاحظة: يستخدم هذا البروتوكول 1 مل المؤتلف شو DG44 خلية الأرصدة التي تم تخزينها في كثافة ~ 3 × 107 خلايا/مل. تخفيف والجداول الزمنية لخطوط الخلايا شو الفردية سوف تختلف. قياس منحنيات النمو خط الخلية لاستخدامها مسبقاً وتعدل وفقا لذلك. مذاب في البداية في قوارير اهتزاز الخلايا ونقلوا في وقت لاحق إلى قارورة الزيادة ونقصان. تحديد عدد قوارير اهتزاز وقوارير غزل اللازمة للتجربة على أساس العدد من ميكروبيوريكتورس التي سيتم تشغيلها وهدف بذر الكثافة.

  1. سرعة ذوبان الجليد vial(s) الأسهم من الخلايا تشو بتخبط في حمام مائي 37 درجة مئوية حتى إلا شريحة صغيرة من الجليد ما زال. إزالة التلوث من خارج القنينة باستخدام محلول الإيثانول 70% وأنسجة خالية من الوبر. نقل للسلامة الأحيائية مجلس الوزراء.
  2. إعادة تعليق الخلايا لطف بيبيتينج صعودا وهبوطاً، ونقل 1 مل إلى قارورة يهز تنفيس معقمة 125 مل التي تحتوي على وسائل الإعلام قبل حرارة مل 29 تستكمل مع 8 مم الجلوتامين L و 1 × البنسلين/ستربتوميسين.
    ملاحظة: ما لم يذكر خلاف ذلك، ستحدد فيما بعد مصطلح "وسائل الإعلام" في هذا البروتوكول كوسائل الإعلام أوبتيتشو.
  3. اهتز المكان flask(s) في حاضنة الإبقاء على 37 درجة مئوية و 8% CO2. استخدم شاكر مداري تحرض الخلايا بسرعة 130 لفة في الدقيقة.
  4. رصد كثافة خلية قابلة للتطبيق (سي دي) كل يوم باستخدام خلية الآلي عد الجهاز أو يدوياً باستخدام هيموسيتوميتير وتريبان الأزرق. ثقافة فرعية (تمييع) الخلايا 72 ساعة بعد التطعيم في وسائل الإعلام الطازج (قبل الحارة وسائط الإعلام إلى 37 درجة مئوية في كل مرة يجب أن يضاف إلى الخلايا) أن وحدة التخزين النهائي 100 مل في قارورة غزل 125 مل. احتضان ثقافات زر الزيادة والنقصان في نفس الظروف المستخدمة لاهتزاز قارورة الثقافات بسرعة 70 لفة في الدقيقة.
    ملاحظة: بعد ثقافة فرعية، يجب أن تكون الخلايا في كثافة 0.7-1 × 106 خلايا/مل. التأكد من أن الكثافة النهائية ليس أقل 0.5 × 106 خلايا/مل. ثقافة فرعية بعد 96 ساعة إذا تعذر التوصل إلى كثافة الخلية المستهدفة للتطعيم في النقصان.
  5. في اليوم الثالث (يوم واحد قبل التحضير العدوى)، إضافة جديدة، والمعالجون مسبقاً وسائل الإعلام لزر الزيادة والنقصان-flask(s) للحفاظ على استمرارية ≥ 90%. لا يتجاوز مجموع حجم 125 مل. 6

2-تشغيل النظام الآلي ميكروبيوريكتور

المتطلبات الأساسية: المستخدم يجب أن تلقي التدريب المناسب من الشركة المصنعة، ويجب أن تكون على دراية بالسلامة وظروف التشغيل للنظام.

  1. تهيئة واﻻتصال بخلية مكافحة
    1. تهيئة نظام التشغيل البرمجيات. قبل فتح البرنامج، تأكد من العداد الخلية (انظر الجدول للمواد) قيد التشغيل جنبا إلى جنب مع البرامج الخاصة بكل منها. العداد خلية يتكامل مع النظام.
    2. قم بتوصيل الخلية العداد الاتصال البعيد قبل فتح البرنامج. انقر فوق رمز سطح المكتب البعيد وانقر فوق "اتصال". وبمجرد اتصال سطح المكتب البعيد، افتح البرنامج العداد الخلية. تثبيت كاشف حزمة جديدة، فارغة تريبان الأزرق والنفايات ورئيس الوزراء في النظام.
    3. تقليل الاتصال البعيد وفتح برنامج مايكرو مفاعل حيوي باستخدام تجربة موجود كقالب لإنشاء تجربة جديدة. تسمية وحفظ التجربة. تأكد من توصيل العداد الآلي الخلية تحت علامة التبويب حالة في البرنامج. يمكن أيضا التحقق من الحالة في البرنامج العداد الخلية.
  2. تحديد لوحات وتحميل السفن
    ملاحظة:
    ، يرجى الرجوع إلى الشكل 1 لتوجيه تحميل المواد الاستهلاكية والمواد الكاشفة عن مراكز الثقافة والطوابق. يجب أن تكون لوحات المشبك يعقم على خطورة دورة (يستخدم للمواد الصلبة) مسبقة لاستخدام.
    1. قبل بدء تشغيل، قم بتعريف لوحات المستخدمة أثناء التشغيل في المقطع تقليد للبرنامج. اسم كل لوحة المستخدمة وتسمية كل لوحة على سطح السفينة في محطة الثقافة ميكروبيوريكتور.
    2. استخدم لوحة 24-جيدا لاتهام وسائل الإعلام ومكان على سطح السفينة المعينة من محطة الثقافة. 1 مكان مل و 4 مل بيبيت تلميح مربعات في الفروع كما هو مبين في الشكل 1.
    3. ضع لوحة تلقيح 24-جيدا على سطح كل منهما مركز الثقافة. ضع 1 بئر واحدة X الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) لوحة على سطح السفينة 1. وضع لوحة هيدروكسيد الصوديوم 1 متر واحد، حسنا على سطح السفينة 2 ولوحة أنتيفوام 24-جيدا على سطح السفينة 7 (المواقف كما هو مبين في الشكل رقم 1). دياجراماتيكالي تظهر الأرقام سطح السفينة تحت علامة التبويب "تقليد" في البرنامج.
    4. تفريغ السفن الثقافة (مجهزة سبارجير) داخل غطاء مجلس الوزراء السلامة. ضع اثنا عشر سفن الثقافة العقيمة كل مركز من مراكز الثقافة. مكان يعقم المشبك لوحات على رأس هذه السفن. تأكد من أن الثقوب في إدراج المنصوص عليه النمامون جميع تواجه نفس الاتجاه للموضع أسهل.
      ملاحظة: باستخدام علامة دائمة، تصنيف السفن الثقافة قبل وضعها في مركز الثقافة لتوفير الوقت وتجنب الارتباك في وقت الحصاد.
    5. لوحة المشبك يا الحلقات من الجزء الأول لارتداء أسفل بعد التعقيم المتكررة، وذلك بعناية تحقق لهم قبل التعقيم قبل كل تجربة. ينصح بحفظ لوحة المشبك عقيمة كاحتياطي في حال فشل الدائري.
    6. وضع لوحات ضجة على رأس لوحات المشبك، يكفل كل طرف يتم إدراجها بشكل أمن. تأمين لوحات المشبك مع المسامير والمقابض المقدمة. تشديد المقابض حتى هم اليد ضيقة. تشديد المقابض اليسار واليمين كبديل للموضع حتى من لوحة المشبك.
      ملاحظة: إذا لم تكن المشبك دافق ضد السطح أو إذا كان غير متكافئ شددت على مسامير في نهاية لوحة المشبك، السفن التي سوف تواجه مشاكل مراقبة الأوكسجين المذاب (DO). إذا لم تصحح هذه التعديلات المشكلة، تحقق سين بين عصابات الختم غير مكتملة من لوحات يمكن أن يؤدي إلى الغاز غير الفعال للثقافة.
  3. تشغيل برنامج مفاعل حيوي الجزئي الآلي
    ملاحظة:
    استخدام "الخطوات العملية" التبويب تحريرها أو إنشاء خطوات جديدة. الخطوات تحتاج إلى حدة برمجتها لبدء وإيقاف أي عملية. انقر فوق الزر "إدراج الخطوة" ضمن علامة التبويب خطوات عملية لإنشاء خطوات جديدة أو انقر نقراً مزدوجاً فوق خطوة القائمة لتحرير تلك الخطوة. خطوات البرنامج وتنقسم إلى عشرة أقسام رئيسية: بدء التشغيل، وسائط الشحن، "أنتيفوام علاوة على ذلك"، هل/الرقم الهيدروجيني التحكم، "إضافات قاعدة خلفية"، إيقاف مؤقت درجة الحموضة، التلقيح وعدد خلايا X 5، عدد خلايا X 10، والمغذيات محلل أخذ العينات وإغلاق محطة الثقافة. مدة التشغيل عادة بين 7-9 أيام عند تشغيله في الوضع الدفعي.
    1. تهيئة النظام والتحقق من وجود سفن مناسبة. مسح الباركود تزويد السفن الثقافة. يمكن تطبيق نفس الرمز الشريطي لمراكز الثقافة مع السفن فارغة أو السفن التي لا يتم استخدامها.
    2. سوف يبدأ النظام بالبرنامج مصممة بعد التحقق من مراقبة دو والغاز والاتصالات الأخرى.
      ملاحظة: يمكن متابعة المستخدم مع البرنامج حتى لو كان خطأ يحدث، ولكن القيام بذلك في خطر للمستخدم، وإذا كان المضي إلى الأمام لا يضر النظام، وسوف لا تقاطع التجربة. على سبيل المثال، يمكن إيقاف الغاز لبعض السفن التي لا تستخدم في التجربة التي سوف تظهر كخطأ ولكن يمكن تجاوزها.
  4. بدء التشغيل واتهام وسائل الإعلام
    1. اليوم الأول إقامة النظام أو وسائط الشحن يوم عينت اليوم 0 من الوقت الثقافة.
    2. ضمن المقطع "بدء التشغيل"، أول حمولة بيبيت نصائح، نصائح 1 مل ومل 4، حسب ما هو مبرمج. إذا وضعت بالفعل، انقر فوق متابعة. وضع لوحة الوسائط، 1 X PBS، م 1 هيدروكسيد الصوديوم، لوحة أنتيفوام، وسائط الشحن لوحة ولوحة التطعيم في الطوابق المعينة، أو إذا وضعت بالفعل، اضغط متابعة للانتقال إلى الخطوة التالية.
    3. وكجزء من بروتوكول بدء التشغيل، بدء التحكم في درجة الحرارة وضبط درجة الحرارة إلى 37 درجة مئوية. التبديل على الإثارة على 1000 دورة في الدقيقة وهل/مراقبة درجة الحموضة.
    4. وبعد ذلك، تنفيذ وسائل الإعلام تحميل البرنامج. معالج السائل للنظام الآلي ميكروبيوريكتور سيتم الاستغناء عن وسائط الإعلام من لوحة الوسائط بسفن الثقافة كما تم تعيينها في البرنامج. وسائل الإعلام وأضاف هو أوبتيتشو مع اختلاف الظروف العملية.
      ملاحظة: بئرين من صفيحة 24-جيدا المطلوبة لملء سفينة ثقافة واحدة للقدرات (مل 13)، كما يمكن أن تستوعب كل بئر فقط 8 مل من وسائل الإعلام. استخدام مل 7-8 في كل بئر لمنع الهواء الرسم عندما يجري مختلطة الوسائط بواسطة معالج السائلة قبل الشحن.
    5. حالما يتم شحن وسائط الإعلام، سيتم إضافة 35 ميليلتر من أنتيفوام السابقين-خلية من لوحة أنتيفوام إلى سفينة الثقافة. تسمح لمدة 30 دقيقة للثقافة المتوسطة أن تمتزج جيدا وهل البصرية/أجهزة الاستشعار درجة الحموضة يكون رطب.
      ملاحظة: وأضاف نفس الحجم من أنتيفوام بشكل متقطع طوال الوقت الثقافة عندما يتم الكشف عن رغوة. 6 هو اكتشاف رغوة بصريا، ومفاعل السفن ويتم فحص كل يوم للرغوة. وأضاف أنتيفوام فورا عند الكشف عن.
    6. هل/مراقبة درجة الحموضة ثم تشغيل لبدء رصد وتسجيل القيام به ودرجة الحموضة في المتوسط الثقافة. تسمح القيام به للوصول إلى نقطة مجموعة من 50%، الذي يأخذ على الأقل 2 ح.
    7. بعد الموازنة، قم بتشغيل الإضافات قاعدة خلفية لبلوغ نقطة تعيين الرقم الهيدروجيني 7.1 لكل ثقافة السفن. السماح والأس الهيدروجيني لحجته بين عشية وضحاها ويكون رطب تماما.
  5. الإيقاف المؤقت الأس الهيدروجيني-1 يوم الأس الهيدروجيني الإزاحة
    1. اليوم التالي (علامة 1 يوم)، تنفيذ الخطوة الأس الهيدروجيني متوقفة مؤقتاً حيث حدد الثقافة السفن يتم تحليلها ومصممة إزاحة تصحيح درجة حموضة.
      ملاحظة: عدد السفن الأس الهيدروجيني أخذ عينات لموازنة درجة الحموضة من المستخدم تحديد. عينة من كل سفينة المفاعل قد لا تكون ضرورية إذا كان لديك إلى تمثيل جيد للسكان مفاعل حيوي.
    2. وضع لوحات حامل أنبوب العينة في مكان مخصص الطوابق وفتح أنابيب الطرد المركزي الصغير تحميل مع قبعات ومطوي بجوار لهم. معالج السائل سيتم الاستغناء عن 600 ميليلتر من السوائل ثقافة الخلية في الأنبوب كما تم تعيينها في البرنامج.
    3. على الفور إزالة الحموضة عينة والتدبير في بيواناليزير مغذيات التي قد تم معايرة بشكل صحيح والتي جمعية قطر الخيرية تم تشغيلها (انظر أدناه، "المواد الغذائية اليومية وتحليل المستقلب").
      ملاحظة: يتم تشغيل عينات فردية، مباشرة بعد الرسم، لتجنب تغيرات درجة الحموضة بسبب التعرض إلى الهواء، كما ولﻵﻻت CO2 من العينة يمكن أن تسبب تغيرات درجة الحموضة.
    4. ضرب "تواصل" بعد كل عينة، خلاف ذلك سوف لن يتم تنفيذ الخطوة التالية.
    5. أدخل قيم الأس الهيدروجيني الخارجية، المستمدة من فليكس في البرنامج، "تجميع" للإزاحة للسفن عينات تلقائياً. متوسط للإزاحة التي تم الحصول عليها للسفن عينة وأدخل الرقم تحت العمود المقابل الأس الهيدروجيني المستخدم ضمن علامة التبويب "بيانات السفينة" يدوياً. ثم ستطبق الإزاحة متوسط لجميع السفن. تسمح درجة الحموضة حجته على الأقل 2-3 ساعات، بعدها يمكن تلقيح السفن الثقافة.
  6. التلقيح
    1. بعد قياس VCD، نقل المحتويات الكاملة لزر الزيادة والنقصان-flask(s) في عقيمة، 250 مل مخروطية أجهزة الطرد مركزي أنبوب وبيليه خلايا من سينتريفوجينج لمدة 10 دقيقة على 140 x ز في درجة حرارة الغرفة. صب وسائط الإعلام القديمة وإعادة تعليق في وسائط الإعلام الجديدة ما يكفي أن كثافة النهائي ينبغي أن يكون 1 × 106 خلايا/مل بعد إضافة العدوى إلى سفينة الثقافة.
    2. إضافة خلايا معلقة في المعين جيدا من صفيحة 24-بئر غطاء العقيمة. أضف 3 مل العدوى لكل بئر، منها سيتم إزالة 2 مل كالعدوى لكل سفينة الثقافة.
    3. ضع لوحة العدوى على سطح السفينة المعينة داخل غطاء محرك السيارة. تأكد من رش خارج لوحة غطاء العدوى بالكحول 70% قبل وضعها داخل غطاء محرك السيارة.
  7. عد الخلايا باستخدام الآلي العداد الخلية
    1. بعد التلقيح، السماح للسفن الثقافة حجته لمدة ساعة على الأقل. وبعد ساعة، تنفيذ 5 × خلية العد خطوة في البرنامج. 5 X يشير إلى عامل إضعاف المستخدمة لقراءة عدد الخلايا.
      ملاحظة: عدد خلايا X 5 يستخدم في بادئ الأمر عندما تكون الخلايا في مرحلة انتقالية. بعد أن تصل الخلايا إلى مرحلة الأسى ستستخدم 10 X عدد الخلايا. استناداً إلى عينة ووحدات تخزين مادة الصك تلقائياً حسابات لعامل إضعاف ويعدل القيمة النهائية تبعاً لذلك.
    2. ويضيف معالج السائل أولاً ميليلتر 480 من برنامج تلفزيوني X 1 إلى كأس العداد الخلية متبوعاً بإضافة 120 ميليلتر من السوائل ثقافة الخلية من السفينة الثقافة. ثم قراءة عدد الخلايا باستخدام العداد الآلي الخلية. يتم تكرار هذه الخطوة لكل السفن.
    3. عدد الخلايا هي الخطوة الأخيرة لليوم الأول من الوقت الثقافة. جنبا إلى جنب مع البيانات القيام به، ودرجة الحموضة العد خلية تسجيل البيانات (كثافة الخلايا قابلة للاستمرار والبقاء) أيضا يوميا بالبرنامج.
      ملاحظة: تنظيف كأس العداد خلية مرتين على الأقل خلال مدة التشغيل بمعهد الإدارة العامة 70% لمنع انسداد خطوط. يتم تنظيف خطوط وتدفق الخلايا تلقائياً بعد كل خلية العد.
  8. الإيقاف المؤقت الأس الهيدروجيني-درجة الحموضة 2 يوم الإزاحة
    1. في يوم 2 من الوقت الثقافة، كرر الخطوة "مؤقتاً الأس الهيدروجيني" استخدام السفن الثقافة سوى تلك التي استخرجت من خلال الخطوة الأولى الرقم الهيدروجيني متوقفة مؤقتاً.
      ملاحظة: أخذ العينات أكثر من السكان السفينة للأس الهيدروجيني متوقفة مؤقتاً سيوفر لها إزاحة أفضل لتصحيح درجة الحموضة. ومن ثم، لا عينة نفس السفن المستخدمة للأس الهيدروجيني متوقفة مؤقتاً عن اليوم السابق.
  9. المغذيات اليومية وتحليل المستقلب
    1. عينات تؤخذ لتحليل المغذيات من 2 يوم للثقافة حتى نهاية التجربة وتحليلها باستخدام المغذيات بيواناليزير.
    2. وضع لوحات حامل أنبوب العينة في مكان مخصص الطوابق وفتح أنابيب الطرد المركزي الصغير تحميل مع قبعات ومطوي بجوار لهم. سيتم الاستغناء عن معالج السائل السائل ثقافة الخلية في الأنبوب كما تم تعيينها في البرنامج.
      ملاحظة: الأولى خلال الأيام القليلة (2-4 أيام) أخذ عينة من السفينة الثقافة تبلغ 300 ميليلتر. وهذا هو المخفف مع 300 ميليلتر من 1 X PBS الاستغناء بواسطة معالج السائل. ويتم ذلك للحفاظ على وحدة الثقافة والحيلولة دون المستوى إسقاط أدناه 10 مل. بالإضافة إلى ذلك، القيم الغذائية للأيام القليلة الأولى تقع في نطاق الكشف عن الصك بعد التخفيف.
    3. وضع العينات في علبة محلل لإجراء تحليل المغذيات.
      ملاحظة: تجميد أي العينات التي سوف لم يتم تحليلها في نفس اليوم.
  10. إيقاف تشغيل النظام
    1. لإنهاء التشغيل، أولاً إيقاف مراقبة درجة الحرارة متبوعة الانفعالات. ثانيا، وقف هل/مراقبة درجة الحموضة والخلفية قاعدة إضافات. ثالثا، وقف كافة عناصر التحكم الأخرى. وأخيراً، وقف مراقب النظام.
    2. فك المشبك ويحرك الصفائح وإزالة السفن الثقافة. تنظيف داخل محطة الثقافة مع مسح خالية من الوبر. وضع لوحات التجفيف في مركز الثقافة والمسمار في.
      ملاحظة: تجفيف دورة المطلوب لإصدار النظام تبريد وليس من الضروري للإصدار القياسي من هذا النظام.
    3. تنفيذ دورة التجفيف 2 ساعة على البرنامج. تنظيف لوحات المشبك استخدام ماء عالي النقاوة تليها 70% الكحول الأيزوبروبيل (IPA) لإزالة ممكن سائل مكثف في الأسطر. تدفق الهواء لإزالة أي بقايا السائل.
    4. انقر فوق "إيقاف" في برنامج مفاعل حيوي مرة واحدة انتهت دورة التجفيف.

3-خلية ثقافة الحصاد

  1. نقل السوائل ثقافة الخلية من السفن المفاعل وبيليه الخلايا في س 1,962 ز لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
  2. صب المادة طافية. استخدام 0.22 ميكرومتر PVDF تصفية عقيمة مرشح السائل ثقافة الخلية وفوجازارو.
  3. الكوة 1 مل من السائل ثقافة الخلية العقيمة إلى 1.5 مل أنابيب ايبندورف لتحليل عيار. تخزين أنابيب 1 مل في-20 درجة مئوية. تنقية بقية السائل ثقافة الخلية المقطوع باستخدام النظام اللوني السائل البروتين سريعة. 6

4-قياس مفتش التتر

ملاحظة: هذا لمحة خاطفة عن تشغيل وتحليل العينات باستخدام نظام بيوسينسور بروتينا. كل الاعتداء المعلمات ( مثل درجة الحرارة، وقت القراءة، دورة في الدقيقة، إلخ ) يجب أن تحدد تجريبيا لكل نوع من أنواع العينة.

  1. تشغيل النظام والسماح مصباح الاحماء على الأقل 1 h. إزالة عينات من الثلاجة لإذابة الجليد وحجته إلى درجة حرارة الغرفة.
  2. في برامج النظام، ضبط درجة حرارة اللوحة إلى 26 درجة مئوية. قبل نقع العدد من البروتين بنصائح لاستخدامها في نموذج المصفوفة (مثل وسائل الإعلام الخلية) مالا يقل عن 30 دقيقة.
    ملاحظة: درجة الحرارة المثلى يجب أن يتحدد تجريبيا. درجة حرارة 26 درجة مئوية يستخدم هنا للتقليل من تبخر العينة أثناء أوقات أطول في التحليل وتسمح صك عقد درجة حرارة متسقة (التي يجري عدة درجات فوق درجة الحرارة المحيطة). العينات يجب أن تكون قبل متوازن لدرجة الحرارة الإنزيم الذي تم اختياره قبل القياس التي تفرخ لوحة عينة على المسرح عينة ل ≥ 10 دقائق.
  3. بناء منحنى قياسي بروتين باستخدام جسم نفس تتركز على 10 ملغ/مل وتمييع متسلسل في مصفوفة عينة (أي وسائل الإعلام) في النطاق الذي يحتاج إلى أن يتم الكشف عن.
    ملاحظة: من المهم الحصول على تركيزات عالية من الأجسام المضادة للتقليل من الآثار مصفوفة سبب تمييع، ولكن من المهم أيضا أن لا عبر التركيز الجسم والحث على التجميع. تشغيل منحنى المعياري في لوحة لكل لوحة عينة الأفضل. الحد الأدنى، يجب استخدام عنصر تحكم إيجابية لمراعاة تقلب الحافة إلى الحافة ولوحة للوحة. جديدة منحنى المعياري يجب إنشاء لكل جديد الكثير من البروتين نصائح المستخدمة.
  4. تصميم لوحة عينة (على سبيل مثال انظر الشكل 2). في بروتين A يمكن تحليلها المقايسة يستخدم التجدد، ما يصل إلى 80 عينات، الذي يتضمن نماذج الثقافة غير معروف والمعايير والضوابط. لكل لوحة تحليلها، سيتم استخدام تلميح بروتين وحيد بقياس عينات تصل إلى 10 عبر اللوحة (أعمدة 1-10)، مع دورة تجديد بين كل عينة.
    ملاحظة: من المستحسن أن الصف الأول كاملة من اللوحة (صف أ) يستخدم كمرجع والمراقبة السلبية. في مقايسة مناقشتها هنا، تستخدم الصفوف ب وج لاثنين من عناصر إيجابية؛ واحد في الدنيا وواحد في الحد الأعلى من الرد الخطي. وهذا ما يضمن كل طرف تدابير المراقبة السلبية والإيجابية قبل تحليل العينات. يبسط هذا التشكيل أيضا إشارة الطرح في تحليل البرمجيات. ثم يتم استخدام الآبار المتبقية لعينات غير معروفة. إذا كان هناك فجوة عينة في أحد الصفوف، يجب أن يكون هناك مصفوفة في ذلك جيدا لمنع تجفيف التلميح (أي الآبار A2 عن طريق G2 قد عينة بينما لا H2. ضمان H2 يحتوي على مصفوفة عينة لضمان لا تجف نصيحة قبل الشروع في عينة H3). وأخيراً، لا تستنفد النصائح باستخدام مجموعة لتحليل لوحات متعددة واحدة. استخدام جديد، يوصي بعدم إعادة إنشاء مجموعة لكل لوحة.
  5. إعداد العينات للتحليل بالاختلاط بلطف ، أما عن طريق انعكاس أو بيبيتينج، تليها تدور نبض لجمع العينة في الجزء السفلي من الأنبوب. لعينات مركزة، إنشاء replicates تمييع المناسبة بتمييع في مصفوفة عينة.
    ملاحظة: مجموعة خطية ملزمة لجسم مضاد للبروتين قياسات قياس التداخل (BLI) بيو-طبقة تتنوع حسب كل جسم وشروط المقايسة، ومصفوفة. وهذا ينبغي أن يحدد تجريبيا مسبقاً لضمان استخدام تخفيف العينة المناسبة.
  6. إعداد لوحات العينة 96-بئر قريبة من الفحص وقت ممكن. التأكد من وجود لا فقاعات الهواء في أي من الآبار- إزالة فقاعات الهواء مع تلميح ماصة نظيفة أو بالطرد المركزي.
  7. تحميل لوحة في النظام وتشغيل الفحص باستخدام الإعداد الافتراضي "تحليل حساسية عالية مع التجديد" في البرنامج "الحصول على البيانات". تحليل استخدام برمجيات تحليل البيانات HT.
    ملاحظة: إذا كانت اللوحات سيعد قبل الوقت المحدد بسبب القيود، ختم بشكل أمن مع الفيلم لمنع التبخر. اعتماداً على التتر المتوقعة، معدلات اقتناء وأوقات قد تحتاج إلى تعديل. أرجع إلى الدليل للتوجيه.
  8. استخدام برنامج "تحليل البيانات"، إشارة الطرح وحساب تركيز العينات غير معروف باستخدام المنحنى القياسي ودالة slope الأولية (ق. أ) مع نقطة إلى نقطة خطي تناسب.

Representative Results

رصد معلمات العملية الحاسمة ومعلمات الثقافة خلية أخرى طوال العملية الثقافات الخلية جانبا هاما في المعالجة البيولوجية. عداد الخلية ومحلل المغذيات استخدمت لقياس السمات الخمس التي تميز نمو الخلايا، واستهلاك المواد الغذائية وتشكيل ثانوي. عدد خلايا تم الحصول عليها يوميا لجميع شروط الثقافة. خلية صالحاً متوسط الكثافة وفيابيليتيس كما هو موضح في الشكل 3 جنبا إلى جنب مع انتهاء الفاصل الزمني ± 1 SD. أيضا تظهر ملامح المغذيات وثانوي مع الفاصل الزمني SD ± 1 يمر بمرحلة ثابتة من الثقافات. المنحدر من هذه الشخصية تمثل متوسط أسعار السكر واستهلاك الجلوتامين، وإنتاج اللاكتات،. عموما، هذه النتائج تدل على إمكانية رصد هذه السمات في نظام ميكروبيوريكتور؛ فضلا عن قدرة هذا النظام ميكروبيوريكتور للحفاظ على هذه المعلمات في نطاق ضيق.

وكان كمياً الإنتاجية الإجمالية للثقافات الخلية باستخدام نظام بيوسينسور بروتينا بعد أن تم تمرير وسائط الإعلام ثقافة الخلية المقطوع من خلال عامل تصفية PVDF 0.22 ميكرون. إنتاجية محددة كل خلية تراوحت 0.87 بيكوغرام/خلية-د إلى 1.15 جزء من الغرام/خلية-د كما هو مبين في الشكل 4. بناء على هذه النتائج يمكن أن يحقق في طائفة واسعة من الشروط لتحديد تكوين وسائل الإعلام وتغذية استراتيجيات تحقق أقصى الكمية من البروتين المنتجة لذلك الحد أدنى من استثمار الإجراءات التجريبية.

Figure 1
الشكل 1 : تخطيط نظام ميكروبيوريكتور مع 4 محطات للثقافة (CS) بعد كل 12 سفينة مفاعل. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

Figure 2
الشكل 2 : المثال عينة لوحة الإعداد كوانتيتيشن أساسية مع تجربة التجديد في النظام بيوسينسور بروتينا- الصف 1 (الأحمر "R") محجوزة للعينة المرجعية (أي مصفوفة تغيب أكثر)؛ الصف 2 (الزبرجد) هو عبارة عن مجموعة من المعايير (وتركيزات في ميكروغرام/مل)؛ الصفوف 3 و 4 (برتقالي) مجموعات من عناصر إيجابية منخفضة وعالية ("رر" و "PH"، على التوالي)؛ وتحتوي الصفوف 5 إلى 10 (الأرجواني) على عينات غير معروفة؛ الصفوف 11 و 12 (رمادي) وظائف البرنامج الافتراضي للتجديد ("R") والمخازن المؤقتة للإبطال ("N"). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

Figure 3
الشكل 3 : ) متوسط ملامح الكثافة وصلاحية خلية قابلة للتطبيق خلال عمر دفعة. ويرد أيضا SD ± 1 للإشارة إلى مراقبة مشددة لنمو الخلايا في النظم ميكروبيوريكتور. ب) متوسط الشخصية المغذيات للسكر والجلوتامين، فضلا عن الشخصية ثانوي متوسط لاكتات. ويرد أيضا SD ± 1 للإشارة إلى رقابة مشددة على تشكيل وسائل الإعلام في النظم ميكروبيوريكتور. (N = 3، تم تشغيل كافة الشروط في ثلاث نسخ). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : ارسم مربع الممثل لمتوسط الإنتاجية المحددة لمختلف الظروف وسائل الإعلام- (N = 3، تم تشغيل كافة الشروط في ثلاث نسخ) الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

Discussion

تشغيل النظام الآلي مفاعل حيوي الصغير بشكل صحيح وكفاءة تشتمل على تنفيذ عدة خطوات الآلي في الوقت المناسب. هو واحد من أهم أجزاء من تشغيل النظام البرمجة البرمجيات. إذا كان هناك أي خطأ أثناء كتابة البرنامج، يكون هناك أخطاء جسيمة في التجربة التي قد تؤدي إلى تغييرات غير متوقعة في عملية تغذية استراتيجية، واستراتيجية أخذ العينات، أو نوعية المنتج النهائي الذي قد يؤدي إلى إبطال النتائج التي توصلت إليها الدراسة. جانب مهم آخر لتشغيل النظام هي وضع وتشديد لوحة المشبك بشكل صحيح لضمان سيطرته القيام به. الإشارة الأكثر شيوعاً بأنه قد تم تشديد لوحة المشبك متفاوت من اختلافات غير متوقعة في القياسات للسفن 1, 6 و 7 و 12 (الزاوية مفاعل السفن). وعموما عدم الاستقرار يشير إلى تخفيف حشيات في خطوط الغاز مدخل في لوحات المشبك. هذا السيناريو قد تعوق بلوغ نقطة مجموعة القيام به. شرك مشتركة أخرى لتجنب عند بدء تجربة هو ترك الخلايا الجلوس فترة طويلة جداً أثناء الخطوة التطعيم، مما أدى إلى تسوية. وقت أقل في الخلايا قضاء الجلوس، فرصة أقل هناك أن تضاف تدريجيا خفض عدد خلايا العدوى زمنياً بسفن المفاعل الذي يمكن أن يستحث تحيز كبير عن غير قصد أن يضر بنتائج الدراسة. ومن الأفضل لتطعيم في مراحل متعددة، أي تطعيم كل مركز من مراكز الثقافة الواحدة تلو الأخرى مع خطوات وقفه في ما بين ذلك الخلايا لا يجلسون في لوحة التطعيم لمدة أطول من 15 دقيقة.

فيما يتعلق بالاستخدام اليومي، الحفاظ على العقم أمر حيوي. على الرغم من أن هذا النظام في سلامة بيولوجية مجلس الوزراء، لا يضمن العقم بسبب كثرة الحركة داخل وخارج غطاء محرك السيارة. ونتيجة لذلك، يجب رش كل شيء أن يذهب في هود مع أصد 70%. ثانيا، من الضروري لضمان حدوث رغوة الحد الأدنى خلال الثقافة؛ وسائل الإعلام يمكن أن تسد الغاز واستنفاد الخطوط، مما يؤدي إلى تلف لوحة المشبك وحتى المكونات الأساسية أدناه. الخطوات الوقائية المضادة الرغوة إضافة أمر حاسم في أي برنامج تصميم مفاعل حيوي الصغرى. في حالة "رغوة خارجاً" فإنه سيكون مفيداً لمتابعة الشركات المصنعة التنظيف البروتوكول ويمكن منع ضرر دائم من لوحات المشبك. وبدلاً من ذلك، قد تكون مفيدة لانخفاض كثافة الخلية أو استخدام السفن غير سبارجيد عند التشغيل في الوضع الدفعي كما يتيح سطح أعلى بنسبة حجم الأكسجين كفاءة حتى مع عدم سبارجير. ومع ذلك، سفن غير سبارجيد قد لا يكون مفيداً للثقافات الخلية عالية الكثافة أو نضح كمساحة الرأس غير كافية لمواكبة ثقافات تزايد استهلاك الأوكسجين.

وهناك العديد من المزايا التي يوفرها نظام ميكروبيوريكتور، كما أنها تمكن متعددة الثقافات التي تسيطر عليها ليتم تشغيلها في نفس الوقت على نطاق صغير مع تحكم أكبر مما يهز قوارير. 17 ولذلك، من النظام يسهل تنفيذ فحص الدراسات والدراسات تعداء، الدراسات استنساخ عالية الإنتاجية. معالجة السائل الآلي يقلل أيضا من محلل إلى محلل تقلب مع التقليل في نفس الوقت شاقة ومكثفة وقت العمل للموظفين المدربين. وبينما هناك العديد من المزايا للنظام، هناك بعض العيوب الرئيسية التي ينبغي النظر فيها. أولاً، يحد حجم 15 مل ثقافة بشكل كبير في عملية أخذ العينات ومواد الحصاد النهائي، والمفاعلات الحيوية البديلة صغيرة الحجم متعددة (يصل إلى 500 مل) أصبحت في الآونة الأخيرة المتوفرة. واحد النهوض الأخيرة للنظام هو دمج مفاعل حيوي microscale الآلي مع محلل بيوبروفيلي فليكس 2 من "نوفا الطبية"، مما يخفف من هذه المسألة في عملية أخذ العينات بتخفيض حجم العينة لتحليل المغذيات وكثافة الخلية . يمكن أن تتضمن فوائد الإعداد السريع وتقريبا لا يؤدي التنظيف إلى وفورات تشغيلية، ولكن ينبغي النظر تكلفة الوحدات المتاح لفترة طويلة الأجل المشاريع كما أنه قد يكون أكثر تكلفة لشراء الوحدات من النظم التقليدية القابلة لإعادة الاستخدام.

الطريقة التي نوقشت في هذه الورقة أساسا مناسباً لثقافة الخلية الوضع الدفعي، ولكن يمكن تعديلها تبعاً لاحتياجات المستخدم. كل مركز من مراكز الثقافة بمراقبة مستقلة لدرجة الحرارة، وحين القيام به، ودرجة الحموضة يمكن أن تختلف على مستوى السفن مفاعل الفردية. كما يقدم سارتوريوس دو تخطيط برامج مصممة خصيصا للسماح بتجارب تكون مصممة خصيصا لنظام مفاعل حيوي الصغرى. دراسات وزارة الطاقة واسعة النطاق باستخدام البرمجيات وزارة الطاقة الجديدة المقدمة من الشركة المصنعة يمكن أن تساعد في وسائل الإعلام والتحسين تكملة. على الرغم من عدم استخدامها هنا، يتيح النظام ميكروبيوريكتور أيضا دراسات تغذية--دفعة. لا بعد تحسين النظام للثقافات الخلية التروية. ومع ذلك، كانت هناك دراسات محدودة والمحاكمات لتقليد نضح خلية الثقافة العملية في النظام الحالي لمفاعل حيوي الصغرى. 26 يمكن تعديل هذا الأسلوب لتقليد الثقافات نضح عالية الكثافة بخلية تسوية. متفاوتة الارتفاع الذي يتم إدراج في بيبيت في المفاعل والاستفادة المثلى من الوقت تسوية، يمكن إزالة وسائط الإعلام وتغذية لوضع إسراف مرآة للثقافة. وهناك منتجات جديدة في هذه المنطقة النامية التي قد تعمل بشكل أفضل من نظام المقدمة هنا إذا كان المطلوب هو وضع التروية للثقافة.

وباختصار، هذه الدراسة يوضح استخدام الآلي الصغير-المفاعلات الحيوية والمرتبطة التحليلية لعمليات ثقافة الخلية تشو لإنتاج وتميز جسم IgG1 [مونوكلونل] نموذج. ويؤكد الدور الذي تؤديه المفاعلات الحيوية الدقيقة صغيرة الحجم في الصناعة البيولوجية وأثرها على تنمية ثقافة الخلية وفحص وسائل الإعلام. بينما هناك العديد من المزايا لاستخدام نظام الآلي صغيرة حجم، ندرك تماما فهم العملية فوائدها والوصف التحليلي أمر حتمي. وتوفر هذه الدراسة المستخدم مع مبادئ توجيهية لاستخدام نظام مفاعل microscale إليه، التي يمكن تطويرها وتحسين كل الاحتياجات البحثية الفردية.

Disclosures

تنويه: هذا المنشور يعكس آراء صاحب البلاغ ولا ينبغي أن تفسر بتمثيل وجهات نظر أو سياسات إدارة الأغذية والعقاقير.

Acknowledgments

المؤلف يود أن يشكر لوت سكوت للدعم التحليلي وقدموا. تمويل جزئي الداخلية وتقديم الدعم لهذا العمل قدم البرنامج المسار الحرج CDER (CA #1-13). هذا المشروع كان تدعمها جزئيا في موعد "البرنامج مشاركة" البحث الداخلي في مكتب لمنتجات التكنولوجيا الحيوية والولايات المتحدة للأغذية والدواء، يديره معهد أوك ريدج للعلم والتعليم من خلال اتفاق مشترك بين الوكالات بين وزارة الطاقة الأمريكية وإدارة الأغذية والعقاقير.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CHO DG44 Cell Line Invitrogen A1100001
ambr 15 automated microbioreactor system Sartorius 001-2804 automated micro bioreactor
ambr 15 Cell Culture 24 Disposable Bioreactors - Sparged Sartorius 001-2B80
1 mL disposable pipette tips, sterilized Sartorius A-0040
5 mL disposable pipette tips, sterilized Sartorius A-0039
24 Well deep well plates Sartorius A-0038
1 Well plates Sartorius A-0068
Vi-Cell XR cell counter Beckman Coulter 731050 automated cell counter
EX-CELL Antifoam (gamma irradiated) Sigma-Aldrich 59920C-1B
CD OptiCHO AGT Medium Thermo Fisher Scientific A1122205
200 mM L-glutamine Corning 25-005-CV
100X Penicillin/Streptomycin Corning 30-001-CI
125 mL F-Bottom Shake Flasks (Sterile, Vented) Fisher Scientific PBV12-5
125 mL glass Spinner Flasks Corning Life Sciences Glass 4500-125
250 mL PP Conical Centrifuge Tubes (Sterile) Nalgene (Thermo Scientific) 376814
TC20 Automated Cell Counter BioRad Laboratories, Inc. 1450103
Trypan Blue Sigma-Aldrich T8154
10x PBS Corning 46-013-CM
BioProfile FLEX Analyzer Nova Biomedical 49418 Nutrient Analyzer
Octet Red 96 Pall FortéBio  99-0042 Protein A Biosensor
Protein A Dip and Read Biosensors Pall FortéBio  18-5010
Polypropylene 96-well Microplate, F-bottom, Chimney-style, Black Greiner Bio-One 655209

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Köhler, G., Milstein, C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature. 256, 495-497 (1975).
  2. Buss, N. A., Henderson, S. J., McFarlane, M., Shenton, J. M., de Haan, L. Monoclonal antibody therapeutics: history and future. Current Opinion in Pharmacology. 12 (5), 615-622 (2012).
  3. Jakobovits, A. Production of fully human antibodies by transgenic mice. Current Opinion in Biotechnology. 6 (5), 561-566 (1995).
  4. Maksimenko, O. G., Deykin, A. V., Khodarovich, Y. M., Georgiev, P. G. Use of Transgenic Animals in Biotechnology: Prospects and Problems. Acta Naturae. 5 (1), 33-46 (2013).
  5. Jayapal, K. P., Wlaschin, K. F., Hu, W., Yap, M. G. Recombinant protein therapeutics from CHO cells-20 years and counting. Chemical Engineering Progress. 103 (10), 40 (2007).
  6. Velugula-Yellela, S. R., et al. Impact of media and antifoam selection on monoclonal antibody production and quality using a high throughput micro-bioreactor system. Biotechnology Progress. , (2017).
  7. Foltz, I. N., Karow, M., Wasserman, S. M. Evolution and Emergence of Therapeutic Monoclonal Antibodies. Circulation. 127 (22), 2222-2230 (2013).
  8. Kondragunta, B., Drew, J. L., Brorson, K. A., Moreira, A. R., Rao, G. Advances in clone selection using high-throughput bioreactors. Biotechnology Progress. 26 (4), 1095-1103 (2010).
  9. Altamirano, C., Paredes, C., Cairo, J., Godia, F. Improvement of CHO cell culture medium formulation: simultaneous substitution of glucose and glutamine. Biotechnology Progress. 16 (1), 69-75 (2000).
  10. Selvarasu, S., et al. Combined in silico modeling and metabolomics analysis to characterize fed-batch CHO cell culture. Biotechnology and Bioengineering. 109 (6), 1415-1429 (2012).
  11. Seth, G., Ozturk, S., Zhang, C. Cell Culture Bioprocess Engineering. Hu, W. -S. , Wei-Shou Hu. Ch. 4 97-126 (2012).
  12. McKeehan, W. M. K., Ham, R. The Growth Requirements of Vertebrate Cells In vitro. Ham, R., Waymouth, C., Chapple, P. , Ch. 223 223-243 (1981).
  13. Jordan, M., et al. Cell culture medium improvement by rigorous shuffling of components using media blending. Cytotechnology. 65 (1), 31-40 (2013).
  14. Castro, P. M. L., Hayter, P. M., Ison, A. P., Bull, A. T. Application of a statistical design to the optimization of culture medium for recombinant interferon-gamma production by Chinese hamster ovary cells. Applied Microbiology and Biotechnology. 38 (1), 84-90 (1992).
  15. Liu, C. -H., Chu, I. M., Hwang, S. -M. Factorial designs combined with the steepest ascent method to optimize serum-free media for CHO cells. Enzyme and Microbial Technology. 28 (4-5), 314-321 (2001).
  16. Parampalli, A., et al. Developement of serum-free media in CHO-DG44 cells using a central composite statistical design. Cytotechnology. 54 (1), 57-68 (2007).
  17. Hsu, W. -T., Aulakh, R. P., Traul, D. L., Yuk, I. H. Advanced microscale bioreactor system: a representative scale-down model for bench-top bioreactors. Cytotechnology. 64 (6), 667-678 (2012).
  18. Janakiraman, V., Kwiatkowski, C., Kshirsagar, R., Ryll, T., Huang, Y. -M. Application of high-throughput mini-bioreactor system for systematic scale-down modeling, process characterization, and control strategy development. Biotechnology Progress. 31 (6), 1623-1632 (2015).
  19. Kim, B. J., Diao, J., Shuler, M. L. Mini-scale bioprocessing systems for highly parallel animal cell cultures. Biotechnology Progress. 28 (3), 595-607 (2012).
  20. Legmann, R., et al. A predictive high-throughput scale-down model of monoclonal antibody production in CHO cells. Biotechnology and Bioengineering. 104 (6), 1107-1120 (2009).
  21. Schäpper, D., Alam, M. N. H. Z., Szita, N., Lantz, A. E., Gernaey, K. V. Application of microbioreactors in fermentation process development: a review. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 395 (3), 679-695 (2009).
  22. Hegab, H. M., ElMekawy, A., Stakenborg, T. Review of microfluidic microbioreactor technology for high-throughput submerged microbiological cultivation. Biomicrofluidics. 7 (2), 021502 (2013).
  23. Rameez, S., Mostafa, S. S., Miller, C., Shukla, A. A. High-throughput miniaturized bioreactors for cell culture process development: Reproducibility, scalability, and control. Biotechnology Progress. 30 (3), 718-727 (2014).
  24. Xu, P., et al. Characterization of TAP Ambr 250 disposable bioreactors, as a reliable scale-down model for biologics process development. Biotechnology Progress. 33 (2), 478-489 (2017).
  25. Delouvroy, F., et al. Evaluation of the advanced micro-scale bioreactor (ambr™) as a highthroughput tool for cell culture process development. BMC Proceedings. 7 (6), 1-3 (2013).
  26. Kelly, W., et al. Optimizing performance of semi-continuous cell culture in an ambr15 microbioreactor using dynamic flux balance modeling. Biotechnology Progress. , (2017).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 139، خلايا مبيض الهامستر الصغير-مفاعل حيوي، الصينية، خلية الثقافة، الفرز، جليكانس، زاوية المتعددة [مونوكلونل] جسم، حجم الاستبعاد اللوني، تشتت الضوء.
نظام ميكروبيوريكتور لإنتاج IgG1 النموذجي في الخلايا شو الآلي استخدام الفائق
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Velugula-Yellela, S. R., Kohnhorst,More

Velugula-Yellela, S. R., Kohnhorst, C., Powers, D. N., Trunfio, N., Faustino, A., Angart, P., Berilla, E., Faison, T., Agarabi, C. Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells. J. Vis. Exp. (139), e58231, doi:10.3791/58231 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter