生物反应器内微载体培养细胞的胰酶消化放大技术

目的建立生物反应器内微载体上Vero细胞球转球胰酶消化放大技术。方法用500 ml搅拌瓶培养Vero细胞,待细胞浓度达1.8×106个/ml时,加入25和37℃消化液(0.25%胰酶+0.02%EDTA)消化不同时间,计算细胞回收率及细胞活率,筛选微载体细胞最佳培养温度及消化时间。将3 L反应器内微载体及T25方瓶培养的Vero细胞消化后接种T25方瓶,比较两种传代方式下的细胞形态及比生长速率。将3 L反应器内微载体培养的Vero细胞用消化液消化后,按1∶3、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12的比例接种至15 L反应器,确定最适接种比例。将转瓶及3 L反应器内微载体培养的Vero细胞消化后接种至15 L反应器,比较两种放大方式下的细胞形态、密度及比生长速率。结果微载体上培养的Vero细胞经25℃消化15 min可有效保证细胞的回收率及活率。两种传代方式下的细胞形态及比生长速率无明显区别。细胞比生长速率在1∶6~1∶10比例放大时较高。两种放大方式下的细胞形态、密度及比生长速率无明显区别。结论初步建立了生物反应器微载体内细胞的胰酶消化球转球放大技术,Vero细胞存活率较高,贴壁良好,空珠率较低,可应用于生物反应器微载体培养系统的规模放大。     

生物反应器微载体规模化培养轮状病毒重配株LH9

目的利用Vero细胞生物反应器微载体培养技术规模化培养轮状病毒重配株LH9(G4型)。方法用3 L生物反应器,以4 g/L载体浓度培养Vero细胞,待细胞浓度达1.8×106个/ml时,分别用含2、1、0.75、0μg/ml胰酶的DMEM培养液,35℃连续培养21 d,观察细胞生长状态。分别按0.5、0.1、0.05、0.01 MOI接种轮状病毒重配株LH9(G4),培养过程中每日取样,检测病毒滴度以及葡萄糖、乳酸含量。根据培养过程中葡萄糖、乳酸含量的变化,确定病毒培养过程中的收获时间,优化培养工艺。结果在反应器中用含不同浓度胰酶的DMEM培养Vero细胞,细胞形态良好,与不含胰酶的DMEM培养液培养的细胞无明显差异;按0.05 MOI接种后的病毒收获液滴度较高,可达7.0 lg CCID50/ml,且持续时间较长;通过对病毒培养液中葡萄糖、乳酸含量的监测,调整了培养过程中的收获时间,收获次数增加至4次,可收获病毒液4个工作体积,病毒高峰滴度可达8.5 lg CCID50/ml。结论采用生物反应器微载体系统培养轮状病毒重配株LH9(G4),可显著提高病毒滴度,通过对培养过程的优化,增加了病毒收获量,为进一步规模化生产轮状病毒疫苗奠定了基础。     

生物反应器微载体放大培养Marc-145细胞及PRRSV增殖情况

目的确定不同级别生物反应器间Marc-145细胞在微载体上消化放大培养条件,实现Marc-145细胞二级放大后,在生物反应器内增殖猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)。方法在一级生物反应器(BC-7L型)内,以微载体密度4 g/L培养Marc-145细胞,培养72 h时经灭菌PBS漂洗、胰酶消化后,接种至二级生物反应器(BC-14L型)继续培养,实现反应器间微载体细胞5倍体积增殖培养。以0.05 MOI接种PRRSV(TJM-F92株),接毒后24、36、48、60、72 h分别取上清及全液样品,检测病毒效价(TCID50)。结果 Marc-145细胞经过一级生物反应器培养72 h后,细胞密度达28.7×105个/ml;消化放大后,二级生物反应器培养72 h后,细胞密度达24.9×10~5个/ml。接毒后36 h,样品效价峰值可达108.19 TCID50,上清与全液样品效价差异较小。结论 Marc-145细胞从BC-7L型到BC-14L型不同反应器之间进行放大培养是可行的,为PRRSV活疫苗新型工艺改进及大规模放大生产奠定了基础。     

生物反应器-微载体技术培养Vero细胞制备柯萨奇病毒A组16型

目的利用生物反应器-微载体培养技术培养Vero细胞制备柯萨奇病毒A组16型(Coxsackievirus A16,CA16)。方法应用生物反应器-微载体培养法进行Vero细胞培养,待细胞长成致密单层时,接种CA16,于37℃培养,每隔24 h观察细胞病变情况,并检测病毒滴度。结果 Vero细胞在微载体上吸附140 h后,绝大部分细胞在微载体上长成致密单层,细胞密度约为12.3×10~5个/ml;接种CA16后72 h,Vero细胞完全病变,几乎全部从微载体上脱落,病毒滴度达最高,约7.75 TCID_(50)/ml。结论成功采用生物反应器-微载体培养技术培养Vero细胞制备了CA16,且病毒滴度较高,为CA16灭活疫苗的研制奠定了基础。     

Vero细胞微载体技术规模化培养轮状病毒

目的利用Vero细胞微载体技术规模化培养轮状病毒。方法利用5 L生物反应器进行Vero细胞的微载体培养,待细胞密度达1.5×106个/ml时,以0.05 MOI接种轮状病毒P[2]G3株,于37℃连续培养6 d后收获病毒,期间每天取样观察细胞病变(CPE),并检测病毒感染性滴度。结果在轮状病毒规模化培养的初期,其病毒滴度逐渐升高,至48 h达到最高。在上清中,病毒的滴度为5.5CCID50/ml;在细胞裂解产物中,病毒的滴度为3.75CCID50/ml。结论Vero细胞微载体规模化培养轮状病毒可提高病毒的滴度。     

无血清微载体细胞培养的研究进展

微载体技术能够高效大量地增殖细胞,对于在发酵罐中获得高产量的贴壁细胞具有良好的应用前景。无血清培养克服了含血清培养存在潜在污染源及不利于下游分离纯化等缺点,在生物制品生产中已得到广泛应用。本文就无血清微载体细胞培养需添加的组分,使用的微载体和生物反应器的种类,细胞新陈代谢的情况及应用前景作一综述。     

生物反应器培养Vero细胞和H1N1流感病毒

目的建立利用生物反应器制备Vero细胞流感H1N1全病毒灭活疫苗的新工艺。方法利用Vero细胞作为流感病毒增殖的细胞基质,分别以无血清培养液Pro VERO和含血清DMEM培养液,利用5 g/L微载体cytodex-1在3 L硅化生物反应器中进行培养,培养温度(37±0.5)℃,溶解氧(50±20)%,p H 7.2±0.2,搅拌速度(50±20)r/min,待细胞在微载体上长成单层后,以0.1 MOI接种流感病毒Vero细胞高产适应株H1N1/JD/Va,将收获的病毒液经Sepharose 4FF和Capto Q两级纯化,灭活后制备疫苗原液及成品,按照《中国药典》三部(2015版)方法对其进行检定。结果使用无血清细胞培养液培养Vero细胞24 h贴壁率约83%,含血清细胞培养液培养24 h贴壁率为112%;灌流培养方式培养至第6天时,细胞均长至单层,无血清细胞培养液最终细胞数达到(133.4±2.0)×10~4个/m L,含血清细胞培养液最终细胞数达到(353.4±5.9)×10~4个/m L。无血清病毒维持液培养,第66 h收获病毒液血凝效价为388,单位细胞产毒比例为2.9;含血清病毒维持液培养,第66 h收获病毒液血凝效价为891,单位细胞产毒比例为2.5。用含血清细胞培养液培养Vero细胞接种病毒,收获病毒液制备的疫苗原液及成品经检测,各项指标均符合《中国药典》三部(2015版)相关要求。结论建立了3 L生物反应器含血清细胞培养液培养Vero细胞和H1N1流感病毒的新工艺,为进一步放大生产规模奠定了基础。     

生物反应器微载体Vero细胞罐外消化放大培养对狂犬病病毒CTN-1Ⅴ株产毒能力的影响

目的 探讨微载体Vero细胞从30 L生物反应器经罐外细胞消化放大培养至300 L生物反应器对狂犬病病毒(rabies virus,RABV)CTN-1Ⅴ株产毒能力的影响。方法 将第140代Vero细胞于37℃培养72～120 h后,按1∶4的细胞密度比传代扩增至10层细胞工厂,继续培养72～120 h;将单层致密细胞消化后接种至30 L生物反应器,微载体7～10 g/L,培养温度37℃,pH(7.0～7.4),溶氧30%～80%,搅拌速度10～50 r/min,连续灌流培养72～120 h,共培养3批;微载体Vero细胞经罐外细胞消化后放大培养至300 L生物反应器,微载体5～8 g/L,培养温度37℃,pH(7.0～7.4),溶氧30%～80%,搅拌速度30～80 r/min,灌流培养72～120 h;按MOI=0.05接种RABV CTN-1Ⅴ株,每24 h收获病毒液1次,检测病毒滴度和抗原含量。结果 30 L生物反应器微载体Vero细胞培养96 h后密度约为1×10⁷个/mL;300 L生物反应器微载体Vero细胞培养96 h后密度约为7.4×10     

微载体培养Marc145细胞实验条件的优化

目的优化Marc145细胞在微载体上的生长条件。方法对微载体培养Marc145细胞的细胞接种密度、微载体浓度和细胞培养基等培养过程中的关键工程参数进行优化。结果以微载体细胞密度4×104个/mg、微载体浓度7mg/ml在高糖DMEM(含30mmol/L葡萄糖,6mmol/L Gln)培养基中培养,48h后每12h换液50%的培养方式效果最为理想。结论优化的培养工艺适用于病毒疫苗的生产。     

生物反应器培养Vero细胞生产肠道病毒71型

目的研究利用微载体技术规模化制备肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)的方法。方法利用NBSCelliGen 310 5 L生物反应器进行Vero细胞微载体培养,考察了不同微载体Cytodex-1浓度(3、10、15、20 g/L)对Vero细胞生长代谢及细胞密度的影响,并且与细胞工厂(Cell factory,CF)中Vero细胞染毒后的病毒繁殖进行比较。分别采用上清液、洗涤液、洗脱液模式收毒,比较不同收毒方式中EV71的抗原含量及病毒滴度(CCID50)。结果采用10 g/L微载体浓度,批次培养方式培养Vero细胞120 h后,细胞密度可达5.47×106个/ml;当微载体浓度大于15 g/L时,由于葡萄糖消耗速度快,需采用灌注模式培养。按MOI 0.2染毒后,微载体培养的收毒时间比CF慢48 h,但其病毒滴度可达8.8 Log10CCID50/ml,约为CF的5倍。EV71与微载体存在离子交换吸附作用,按上清液加洗脱液方式收毒,抗原总量可达12 61 U/ml,约为CF的3倍。结论已成功建立了生物反应器微载体5 L发酵培养Vero细胞生产EV71的方法,为进一步EV71大规模培养以及疫苗研发奠定了基础。     

两种细胞培养流感病毒的滴度比较

目的探讨甲1(A1)型流感病毒在Vero细胞和MDCK细胞培养的可行性,确定最佳培养条件。方法将流感病毒接种于Vero细胞和MDCK细胞,在含有不同浓度胎牛血清或胰酶维持液中培养,于不同时间收获病毒液,检测血凝素滴度(HA)。结果胎牛血清对病毒的繁殖有明显抑制作用。加入适量胰酶(约5μg/ml)可提高病毒产量。最佳收获病毒时间为72～96h。在MDCK细胞上的病毒HA滴度高于Vero细胞。结论两种组织细胞培养流感病毒结果相近,Vero细胞和MDCK细胞均可用于培养流感病毒。     

Novel bioreactor design for the culture of suspended mammalian cells. Part I: Mixing characterization

Mammalian cells are extremely sensitive to mechanical stress. Ideally, a bioreactor design for mammalian cell culture should assure adequate mixing at low mechanical stress. This paper focuses on the mixing characterization of a novel stirred tank bioreactor configuration, proposed for the culture of mammalian cells, based on the principle of displacing the agitation shaft to an eccentric position and replacing the impellers normally used for mammalian cell culture with a disc impeller with no blades. Experiments in a 1.0 L prototype are conducted to study flow patterns using UV light visualization techniques. Three different impeller shaft positions are tested E=0.0,0.21, and 0.42. For the purposes of this work, eccentricity (E) is defined as the distance between the shaft and the vertical centerline of the tank/tank radius. The mixing performance of two different impeller disc diameters (3.0 and 5.0 cm) are compared. Experimental results show that adequate mixing conditions are achieved at very low Re numbers for some of the eccentric cases considered. Computations are used to illustrate mixing improvement caused by eccentricity, and to validate the existence of globally chaotic conditions for the eccentric cases tested experimentally.     

以MDCK为基质的H5N1流感全病毒灭活疫苗的制备及其免疫学评价

目的利用生物反应器培养技术大规模制备以MDCK细胞为基质的H5N1流感全病毒灭活疫苗,并进行免疫学评价。方法利用7. 5 L生物反应器,以5 g/L微载体培养MDCK-G1细胞,当细胞密度达到1. 5×10⁶或2. 5×10⁶个/mL时,以0. 001、0. 000 1、0. 000 01 MOI接种H5N1流感病毒,每12 h取样检测流感病毒血凝滴度,并观察细胞形态;利用40 L生物反应器进行放大培养,收获病毒液后进行纯化。以不同剂量的细胞基质和鸡胚基质流感疫苗免疫BALB/c小鼠及攻毒,检测免疫原性。结果当细胞密度达1. 5×10⁶个/mL时,以0. 000 1 MOI接种H5N1流感病毒48 h后,流感病毒滴度可达1∶1 024。纯化后病毒液杂蛋白去除率为91. 2%,回收率为87. 9%,总蛋白与HA比值低于4. 5,符合《中国药典》三部(2015版)相关规定。各剂量组细胞基质疫苗血凝抑制试验中和抗体滴度略高于鸡胚基质疫苗,其中10μg剂量组差异无统计学意义(P> 0. 05),0. 1μg剂量组差异有统计...     

乙型流感病毒在无血清悬浮培养MDCK细胞上增殖条件的优化

目的优化乙型流感病毒在无血清悬浮培养MDCK细胞上的增殖条件。方法以乙型流感病毒感染无血清悬浮培养的MDCK细胞,对培养条件中的MOI(10^-1、10^-2、10^-3、10^-4、10^-5、10^-6、10^-7)、胰酶终浓度(2. 5、5、7. 5、10、15、20μg/mL)、细胞接毒密度(50×10⁴、100×10⁴、300×10⁴、500×10⁴、700×10⁴个/mL)及病毒收获时间(24、48、72、96、120 h)进行优化。同时对流感病毒在贴壁培养及无血清悬浮培养MDCK细胞上的增殖情况进行比较。结果乙型流感病毒在无血清悬浮培养MDCK细胞上最适增殖条件为:MOI为10^-2、胰酶终浓度为10μg/m L、细胞接毒密度为300×10⁴个/mL、病毒收获时间为72 h。流感病毒在...     

优化偏心盘的调整方法

通过实践,探索快速调整偏心盘的方法,从而满足设备的使用精度要求,列举了3个实例,简要归纳了在一段成型机中快速调整偏心盘的步骤及要领。     

圆盘挤出混合机理的研究

结合研究实践，分析了圆盘挤出机的结构特点，即圆盘的单独控制使物料的熔融塑化过程和混合过程实现了独立控制，从而可以将螺杆上的部分功能转移到圆盘上来，通过在圆盘结构上做些努力来提高塑化效果，实现最佳混合；同时，阐述了圆盘的混合机理，并用实验对理论分析进行了验证，在与常规单双螺杆挤出机进行比较的基础上，论证了圆盘挤出机混炼性能方面的优势。     

Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide: Rotating disk electrode and fuel cell studies

The electrochemical reduction of oxygen on various catalysts was studied using the thin-layer rotating disk electrode (RDE) method. High-surface-area carbon was modified with an anthraquinone derivative and gold nanoparticles. Polytetrafluoroethylene (PTFE) and cationic polyelectrolyte (FAA) were used as binders in the preparation of thin-film electrodes. Our primary goal was to find a good electrocatalyst for the two-electron reduction of oxygen to hydrogen peroxide. All electrochemical measurements were carried out in 0.1 M KOH. Cyclic voltammetry was used in order to characterise the surface processes of the modified electrodes in O₂-free electrolyte. The RDE results revealed that the carbon-supported gold nanoparticles are active catalysts for the four-electron reduction of oxygen in alkaline solution. Anthraquinone-modified high-area carbon catalyses the two-electron reduction at low overpotentials, which is advantageous for hydrogen peroxide production.In addition, the polymer electrolyte fuel cell technology was used for the generation of hydrogen peroxide. The cell was equipped with a bipolar membrane which consisted of commercial Nafion 117 as a cation-exchange layer and FT-FAA as an anion-exchange layer. The bipolar membranes were prepared by a hot pressing method. Use of the FAA ionomer as a binder for the anthraquinone-modified carbon catalyst resulted in production of hydrogen peroxide.     

H5N1流感病毒疫苗株(NIBRG-14)在MDCK-G1细胞上的遗传稳定性

目的分析H5N1流感病毒疫苗株(NIBRG-14)在MDCK-G1细胞上的遗传稳定性。方法将H5N1种子毒株在MDCK-G1细胞上传代,收获病毒液作为P2病毒,继续传至P15,每隔5代[即P1(原代)、P5、P10、P15]进行测序。分别以含不同浓度(1、2、4μg/mL)TPCK-trypsin的培养基及不同病毒接种MOI(1、0. 1、0. 01、0. 001、0. 000 1、0. 000 01)在MDCK-G1细胞上培养P1 H5N1病毒,检测血凝滴度,计算CCID50,确定最适MOI及TPCK-trypsin浓度。将P1和P15 H5N1病毒接种鸡胚,收获尿囊液,经Sepharose 4 Fast Flow凝胶柱层析法纯化病毒后,进行电镜观察;采用培养法和指示细胞培养法(DNA染色法)检测支原体。结果 H5N1流感病毒疫苗株(NIBRG-14)在MDCKG1细胞传代过程中血凝滴度增加,从1∶128升至1∶1 024,P1、P5、P10和P15 H5N1种子病毒8条基因序列(PB1、PB2、PA、HA、NP、NA、M、NS)经DNAMAN比对结果一致。H5N1种子病毒株在MDCK-G1细胞传代的最适TPCKtrypsin浓度为4μg/mL,最适MOI为0. 001。两种方法检测P1、P15 H5N1种子病毒株均未被支原体感染。结论H5N1种子病毒株在MDCK细胞中传至P15时,病毒滴度增加但基因序列未发生改变,表明H5N1种子病毒株在MDCK-G1细胞中传代具有一定的遗传稳定性。