封闭的系统使用透氧材料科技HYPERStack船只的细胞培养协议
November 29th, 2010
介绍到高产贴壁细胞培养使用康宁HYPERStack船只及配件的技术，协议和处理。该协议将展示如何使用目前的叠板产品的封闭系统中增加细胞收集船只。
该程序的总体目标是展示 Corning Hypers 堆栈溶出杯的正确密闭系统使用。这是通过首先通过重力进料法接种和填充培养基到容器中来实现的。接下来，在每一层中分离细胞悬液并孵育细胞。
孵育后，去除用过的培养基。该程序的最后一步是从 hypers 堆栈容器中收获细胞。最终，获得气体扩散结果，以显示当使用 hypers 堆栈封闭系统时，细胞在生长过程中获取氧气的能力。
采用透气材料的 hypers 堆叠容器的主要优点是它为细胞生长提供了更大的表面积。通过消除容器中的顶部空间，我的同事 p pardo 现在将演示使用 hypers 堆栈容器的封闭系统协议。hypers 堆栈容器由一个 stat 组成，该 stat 是由顶板和透气膜组成的单个细胞培养室。
细胞在该隔室内培养。液体歧管将模块中的每个 ette 层连接在一起。模块与管道连接，形成 12 层倍数的容器。
歧管允许用户对整个容器进行一次流体作。空气歧管也将 stat 层连接在一起，但用于在添加流体时从容器中排出空气，并包含一条填充管线，以便在每个层之间填充时使用。统计层是一个称为气管腔的开放空气空间，允许通过每层的透气膜进行气体交换。
液体处理管连接到液体歧管，是一个可定制的组件，用于进行所有封闭系统流体作，以释放多余的空气，同时保持无菌。使用排气管。排气管连接到空气歧管并包含一个空气过滤器。
与液体处理管相连的是通道管和过滤器，用于在填充容器后从液体处理管中排出液体。该方案中还使用了 Corning Stack 机械手或 CSM，这是一种处理设备，可在使用过程中协助将容器放置在正确的位置。在本演示中，展示了透气 36 层容器的封闭系统细胞培养。
然而，使用 A CSM，使用填充楔在 12 层容器上执行此程序的详细信息可在随附的书面方案中找到。在接种培养基管之前，首先准备 3.9 升袋装培养基。将血清袋弄湿到培养基袋中，并充分混合以获得所需的血清浓度。
使用大袋夹夹住袋中大约 300 毫升的介质。这将确保在填充过程中使用所有接种的细胞，并且培养基袋中没有残留任何细胞。将培养基放在袋架上以接种培养基。
用细胞悬液填充连接到管道的注射器。通过管焊接将含有细胞悬液的注射器连接到培养基袋上。从注射器到袋子的三根超过 16 英寸的管子。
将细胞悬液注入培养基袋中并充分混合。接种的培养基袋可以通过管道焊接或使用多用途连接器连接到容器的 3 个 8 英寸以上的液体处理管上。今天我们将使用管材焊接。
关闭容器的液体处理管和追逐管上的夹子。将 36 层容器放入 A CSM 的加载位置。将通气过滤器管钩入 CSM 上的固定夹中。
拧紧盖子并将 CSM 移动到填充位置，将空气过滤器置于最高位置，以防止在填充作期间弄湿。10 度角还允许在从填充线填充清洁空气时将液体平衡到各层。将培养基袋放置在与容器相同的水平上，保持追逐管夹关闭。
打开液体处理管夹和培养基袋夹，让液体进入容器。使用袋架抬起培养基袋，以帮助细胞悬液流入容器。填充容器，直到所有接种的培养基进入容器。
介质袋的顶部仍应包含 300 毫升介质。从培养基袋中取出夹子，以便在液体接近上部空气歧管时继续填充容器。通过降低介质袋来减慢填充速度，以防止过度填充。
缓慢地将液位带到填充管线，并将液体处理管结块。将 CSM 中的容器置于隔离位置，将两组歧管置于最高位置。将培养基袋降低到容器高度以下。
将走灯过滤器保持在直立位置，打开走灯管夹。这会将液体处理管中的介质排空或赶回介质袋中。管路排空后，关闭培养基袋管路上的卡箍。
将走槽管过滤器保持在直立位置。打开容器液体处理管上的夹子，让任何剩余液体进入并在容器中平衡。等待 1 到 2 分钟，以便发生这种情况。
接下来，转动 CSM 中的容器，使歧管位于左侧。将容器降低到 CSM 上的负载位置。关闭 chase 和 liquid handling 管路上的卡箍。
现在可以从容器中取出培养基袋，也可以保持连接状态，以便在以后的收获程序中使用。要存放附带的培养基袋，请滚动培养基袋并将其放在容器储存托盘中的固定带下。最后，将容器移至培养箱 搬运容器时，请注意防止任何液体进入排气过滤器。
这是通过将歧管端稍微向上倾斜来实现的。要开始收获程序管，请将细胞关联溶液和淬火袋焊接在一起 要形成收获袋组件，请确保所有管夹都已关闭。从培养箱中取出容器，并将其置于 CSM 的加载位置。
从固定带下方松开介质袋并将其挂在袋子上。接下来站起来，拧紧盖子以固定容器。将通气管钩入固定夹中，然后将 CSM 移动到填充位置。
确保袋架上的介质袋悬挂在比容器低的位置。打开培养基袋管路和容器液体处理管路上的卡箍，让培养基流入连接的袋子中。当容器大约四分之三为空时，将 CSM 设置更改为最终的空位置。
当容器和液体处理管路为空时，提起管路，使培养基通过用过的培养基袋管路上的夹子。然后合上液体处理管路上的卡箍和用过的培养基袋管路上的卡箍。通过管焊接将用收割袋组件更换用过的介质袋。
使用袋架将细胞分离袋组件的高度提高到容器的高度以上。将 CSM 置于填充位置。打开细胞解离溶液管夹和收获袋组件 Clamp 并将溶液转移到容器中。
转移完成后，关闭液体处理管和细胞解离溶液管上的夹具。接下来，将 CSM 置于负载位置，同时保持水平定位杆打开。使用轮子轻轻地左右摇动容器，将溶液分布在细胞层上。
在摇动过程中，容器可能偶尔会返回到填充位置，以保持溶液的均匀分布。溶液充分分布后，松开 CSM 上的控制杆以锁定填充位置。在细胞所需的解离时间内将容器留在此位置。
使用浊度作为确定细胞脱离的指南。分离后，将 CSM 移动到负载位置。打开淬火袋夹和液体处理管路夹，让淬火介质进入容器。
关闭液体处理管上的夹子。转移完成后，将 CSM 返回到负载位置，并握住水平定位杆，使容器左右摇晃。使用袋架，将收获袋组件的位置降低到容器水平以下。
将 CSM 调整到空位置。打开容器液体处理管 Clamp 并将细胞溶液转移回淬火袋中。将 CSM 返回到加载位置，并使用试管密封器断开收获袋组件与容器的连接。
现在，细胞解决方案已准备好在传统细胞生长系统中进行处理。使用 Headspace，介质中的氧气在三天内平均消耗 50%。在培养中，该图显示了在同一生长系统中，细胞水平上每升氧气的毫克数随时间推移而降低，通过三毫米培养基高度的氧梯度在培养基到顶空连接处几乎比在细胞层高 50%。
显示了细胞生长过程中 hypers 堆栈气管腔中的氧气百分比。该图显示，在 96 小时内，供应每个透气膜底部的层间氧气百分比保持不变。这表明细胞在生长过程中能够获得氧气以达到共流畅性。
观看此视频后，您应该对如何在封闭系统中填充和收获 Corning Hypers 堆栈容器有很好的了解。
概览
本文介绍了康宁HYPERStack容器及其配件，这些产品设计用于高产率的粘附细胞培养。该协议展示了这些容器的封闭系统使用，以提高细胞收集效率。
关键研究组成部分
科学领域
- 细胞培养技术
- 粘附细胞收集
- 封闭系统协议
背景
- 康宁HYPERStack容器提供了更大的细胞生长表面积。
- 透气材料允许在细胞培养过程中进行高效的气体交换。
- 封闭系统设计最小化了污染风险。
- 利用液体歧管简化了流体操作。
研究目的
- 展示康宁HYPERStack容器的正确使用方法。
- 展示如何有效地接种和填充容器。
- 概述从容器中收集细胞的步骤。
使用的方法
- 用细胞悬液接种培养基。
- 重力进料法填充容器。
- 使用康宁Stack操纵器处理容器。
- 管道焊接用于连接培养基和处理管道。
主要结果
- 成功填充和接种HYPERStack容器。
- 在细胞生长过程中观察到高效的气体交换。
- 通过封闭系统展示了增强的细胞收集。
- 协议允许轻松操作并保持无菌。
结论
- 康宁HYPERStack容器对高产率细胞培养有效。
- 封闭系统协议显著提高了细胞收集效率。
- 透气材料对细胞生长有优势。
常见问题
Executive Industry Relevance
Closed system adherent cell culture using gas permeable vessels addresses scalability challenges in biologics manufacturing by increasing yield per footprint while maintaining sterility. This approach supports process intensification for cell therapy and vaccine production where closed systems are critical for regulatory compliance. The technology enables higher cell densities without expanding facility footprint, improving capital efficiency in upstream bioprocessing.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables scalable adherent cell expansion for target validation assays requiring high cell numbers.
- Operational Value: Reduces media and reagent consumption per cell yield through minimized headspace and efficient gas exchange.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides reproducible adherent cell layers for consistent assay readouts in drug screening campaigns.
- Operational Value: Standardizes cell seeding density across layers via liquid manifold distribution, improving assay-to-assay variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports generation of clinical-grade adherent cells for preclinical efficacy and safety testing under closed conditions.
- Operational Value: Facilitates seamless transition from research-scale to GMP-compatible processes using identical vessel architecture.
Pipeline & Workflow Integration
The HYPERStack system integrates into adherent cell production workflows from expansion through harvest, supporting continuous processing in vaccine and therapeutic protein pipelines.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing in adherent cell models at scales relevant to target engagement studies.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible cell outputs for assay standardization in hit-to-lead progression.
- Analytics: Supports oxygen and metabolite monitoring via gas permeable film to assess culture health and metabolic activity.
- Translational Research: Maintains phenotypic fidelity during scale-up, critical for translational consistency in cell-based therapies.
- Enterprise Reuse: Modular design allows reuse across multiple cell lines and processes, reducing capital expenditure per campaign.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive culture performance through stable gas exchange and reduced gradient effects compared to traditional stacked plates.
- Operational Value: Closed fluid paths minimize operator intervention, lowering contamination risk and labor intensity.
- Strategic Value: Higher yield per run improves batch consistency and reduces cost of goods in biologics manufacturing.
- Portfolio Impact: Enables risk-advanced allocation of adherent cell resources across multiple projects from a single platform.
Implementation Considerations
- Training in aseptic tubing welding and manifold handling for closed system integrity.
- Integration with standard incubators and biosafety cabinets using Corning Stack Manipulator for vessel positioning.
- Validation of gas diffusion rates to match metabolic demands of specific adherent cell lines.
- Adaptation of harvesting protocols (enzymatic or mechanical) to vessel geometry and layer accessibility.
- Monitoring of liquid handling tubing pressure and flow rates to prevent shear stress during scale-up.
