Otimização de processos usando micro-bioreatores automatizados de alto throughput no cultivo de células de ovário de hamster chinês

Neste vídeo, os usuários introduziram no software micro bioreator com planejamento e execução de projeto de experimentos ou DOE. As válvulas auxiliares analisadores também são demonstradas para otimizar a condição do processo. A incorporação do modet no software microreparator automatizado foi oficializada para a análise dos dados.

Um grande número de experimentos pode ser planejado e executado simultaneamente em pequena escala. Demonstrando o procedimento será Tamanna Nagraik, uma estudante de doutorado do meu laboratório. Comece com o procedimento de pré-cultura no cultivo principal, conforme descrito no protocolo de texto.

Para criar um novo experimento, abra o software de autocultura Amber e, na guia de introdução, clique, crie um novo experimento. Na nova guia de experimentos, digite o nome do experimento junto com a data em que ele será conduzido. Ative o posto de controle para a estação de cultura nos navios a serem utilizados durante o cultivo.

As tags DOE de ação automática também serão ativadas para uma transição fácil durante a programação do experimento DOE. Clique em next”para mudar para a próxima guia. Para definir informações sobre a adição de mídia no vaso, juntamente com anti-espuma, inóculo, alimentação e glicose, ative a placa de mídia de adição”checkpoint.

Defina o tipo de placa, nome e localização da placa que contém o meio. Clique em adicionar mídia aos vasos. Digite o volume da mídia a ser adicionada nos vasos.

Defina o mapeamento da transferência de mídia da placa para os vasos. Clique em next”para mudar para a próxima guia. Depois que as informações da mídia foram alimentadas no software, atribua as condições de cultivo.

Clique em mídia de condição e preencha a temperatura, alvo DO, limite PH superior e RPM de agitação. Em seguida, clique em Agitar”ou descer mexendo. Para definir a adição de inóculos nos vasos, ative a placa celular adicionar.

Defina o tipo de placa, nome e localização da placa que contém o meio. Clique em adicionar células aos vasos. Insira o tempo da inoculação e o volume da mídia a ser adicionado aos vasos.

Defina o caminho percorrido pelo manipulador líquido para transferir a célula da placa para os vasos. Clique em next”para mudar para a próxima guia. Para definir a adição de ração, glicose e anti-espuma, ative a placa de alimentação adicionar e defina o tipo de placa, nome e localização.

Clique em adicionar alimentação aos vasos e digite o volume do feed a ser adicionado aos vasos. Dependendo do cultivo, adicione o número de adição de ração. Para este cultivo, o reator é alimentado após 72 horas a cada 24 horas.

Adicione manualmente o atraso de tempo entre a alimentação, inserindo os dados em atraso das células adicionadas. O primeiro dia de alimentação é depois de 72 horas de inoculação, o próximo é depois de 96 horas, e assim por diante. Defina o mapeamento da transferência da alimentação da placa para os vasos.

Para definir a amostragem durante o cultivo, ative a placa de amostra de ação e defina o tipo de placa, nome e localização. Verifique a amostra dos vasos e digite o volume da amostra a ser removida dos vasos. Certifique-se de que o volume não diminua abaixo de 10 mililiters durante todo o curso de cultivo.

Adicione o número de amostras a serem colhidas durante o cultivo. Semelhante à alimentação, adicione o tempo da amostra sendo removida do vaso para cada ponto de amostra de entrada. Salve o processo.

Agora está pronto para execução. Por fim, defina o mapeamento da transferência da amostra dos vasos para a placa. Abra o Software Amber 15 DOE.

Clique em investigação” e selecione novo. Digite o nome da nova investigação do DOE na caixa de diálogo da investigação criada. Para atribuir um experimento à investigação do DOE, abra a receita criada para estudar os diferentes parâmetros.

Clique em procurar e selecione o respectivo experimento. As etiquetas da nave já estão alistadas na coluna. Para definir o fator DOE desejado, selecione o parâmetro e clique na coluna rotulada, fator DOE.

Selecione novas”e adicione as unidades, abreviação, bem como limite inferior e superior dos fatores. Na guia respostas, defina os valores a serem considerados para a análise dos dados. Clique em editar respostas do DOE e defina o nome da resposta, abreviação, unidades e limites mínimos e máximos.

Uma vez definidas as respostas, selecione a variável âmbar para cada resposta e defina. Uma resposta pode ser automaticamente associada a uma variável bioreator de micróbios. Escolha a variável necessária na lista suspensa.

Alterar a equação para cada resposta, dependendo da exigência. As escolhas entre os dados mínimo, máximo, primeiro, último e médio. Para criar um design, use o Assistente de Design Inicial para selecionar o tipo de design experimental e para adicionar ou remover o número de réplicas e pontos centrais.

Selecione o objetivo, que determina a escolha de designs e modelos. Finalize e crie pacotes de trabalho que podem ser importados para o Software de autocultura Âmbar, conforme descrito no protocolo de texto. Na guia do experimento, clique em criar o experimento DOE e navegue pelo pacote de trabalho criado usando o software DOE.

Inicialize o processo clicando em iniciar. Uma vez executado o experimento, exporte os dados usando os resultados do DOE de exportação. A janela de resultados do DOE de exportação é aberta, e as linhas que indicam o navio cultural e a estação estão listadas na tabela.

Selecione as linhas desejadas e clique em exportar linhas selecionadas”ou exporte dados experimentais” para armazenar todos os resultados e salvar o arquivo para análise suplementar. Importe os dados para o Módulo Amber DOE mudando para a guia resultados e selecionando os resultados de importação. Procure o arquivo de dados desejado e clique em analisar resultados.

O crescimento celular nos bioreatores automatizados de micróbios é comparável com os bioreatores multiuso. Comparando a concentração celular de três escalas diferentes, observa-se que o bioreator de micróbio automatizado de 15 mililitros imita o bioreator de vidro de dois litros. Os resultados do frasco de shake também são comparados para exibir o benefício de Amber.

A influência da velocidade de agitação diferente e da PH é estudada nos bioreatores de micróbios automatizados. Aqui é mostrada uma comparação da concentração celular viável, ou VCC, e concentração de anticorpos monoclonais nos diferentes bioreatores de micróbios. Pode-se observar a influência negativa do PH 6.9 no VCC.

Além disso, o crescimento das células melhorou significativamente sob a cultura em PH 7.3 em comparação com ph 7.1. Aqui estão as parcelas de contorno de resposta do VCC e a concentração de anticorpos monoclonais. Os valores são comparáveis nas embarcações com a mesma velocidade de PH e agitador diferente, indicando que a velocidade do agitador coletada para este processo não tem influência significativa na saída do processo.

Todas as instruções dadas à máquina devem ser cuidadosamente escritas para evitar erros durante a execução do experimento. O software é flexível e pode executar uma série de experimentos ao mesmo tempo, reduzindo assim o tempo necessário para otimizar um processo. O desenho do experimento é útil no campo do bioprocesso, pois os resultados dão compreensão do processo baseado em conhecimento, que pode ser estendido a outros organismos até certo ponto.