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| 使用presens光學(xué) pH 傳感器在攪拌罐式生物反應(yīng)器中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測 |
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使用presens光學(xué) pH 傳感器在攪拌罐式生物反應(yīng)器中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測
我們使用 PreSens 新型可高壓滅菌光學(xué)傳感器點以及新型 pH 探頭進(jìn)行在線細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測。將光學(xué)測量值與梅特勒-托利多探頭的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在第一個實驗階段，我們評估了連接到生物反應(yīng)器壁上的 pH 傳感器點的信號穩(wěn)定性、點間變化和漂移。這些點與參考測量值呈趨勢，并且隨著時間的推移僅顯示出最小的漂移。第二個實驗階段側(cè)重于 pH 探頭的評估，該探頭與梅特勒-托利多探頭的趨勢也很好。
監(jiān)測和控制重要的培養(yǎng)參數(shù)，如 DO 和 pH 值是哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的前提條件。不利的條件可能會損害生長，甚至導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。因此，需要精確且長期穩(wěn)定的傳感器，這些傳感器可以在生物反應(yīng)器中實施。 材料和方法 將光學(xué) pH 傳感器點 （SP-LG1） 連接到 3 L 玻璃生物反應(yīng)器的內(nèi)生物反應(yīng)器壁上。在生物反應(yīng)器熱套上切一個孔，以便可以通過聚合物光纖從外部讀取傳感器點。對裝有光學(xué)傳感器的反應(yīng)器進(jìn)行高壓滅菌。在接種 CHO 細(xì)胞系之前立即對傳感器點進(jìn)行單點校準(zhǔn)。使用 Applikon EZ 控制器控制生物反應(yīng)器的 pH 值，設(shè)定值為 7.00 ± 0.05。 結(jié)果 圖 2 顯示了細(xì)胞培養(yǎng)中 15 天監(jiān)測期的 PreSens pH 測量值和參考數(shù)據(jù)。在這項研究中，在接種前對 PreSens 斑點進(jìn)行了單點調(diào)整。在研究的其余部分，對控制系統(tǒng)的梅特勒-托利多探頭進(jìn)行了樣品校正，但 PreSens 斑點和第二個梅特勒-托利多探頭沒有再次進(jìn)行樣品校正。實驗應(yīng)確定光學(xué)傳感器的性能和可能的漂移。參考探針的光學(xué) pH 讀數(shù)趨勢良好，從第 11 天開始僅顯示出很小的漂移（圖 3）。在整個研究過程中，PreSens 測量中看到的峰值發(fā)生在手動監(jiān)測點的每日讀數(shù)期間。
圖 2：在 3 L 攪拌罐式生物反應(yīng)器中監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)，該反應(yīng)器帶有光學(xué) pH 傳感器點（藍(lán)色）和梅特勒-托利多探頭（橙色用于控制，灰色用于監(jiān)測）。pH 點與參考測量值呈趨勢。 在離線采樣期間，每天一次，在三個非連續(xù)點之間手動移動光纜，以測試點間的變化和漂移。圖 3 顯示 4 個點在不同程度上漂移。點 1 是持續(xù)監(jiān)測的點。點 2 放置在加熱夾套窗口中，使其可以在整個研究過程中暴露在光線下。點 3 和 4 位于加熱套后面，光照有限。10 天后，到第 15 天，連續(xù)監(jiān)測點漂移約 - 0.1 pH 單位，漂移 - 0.2 pH 單位。曝光點（點 2）漂移 - 0.3 pH 單位，比所有其他點都多。兩個曝光受限的點和第二個梅特勒-托利多探頭的漂移最小。這些數(shù)據(jù)表明，pH 點對恒定的光照非常敏感。
圖 3：在 15 天的監(jiān)測期內(nèi)，光學(xué) pH 傳感器點與校正探頭的 pH 值偏差。11 天后可以看到 -0.1 pH 的漂移。 在下面的實驗中，使用 PreSens 的 pH 傳感器點和 pH 探頭原型進(jìn)行監(jiān)測，并與對照梅特勒-托利多探頭進(jìn)行比較（圖 4）。PreSens pH 點和探頭以及梅特勒-托利多探頭每天進(jìn)行一次單點校準(zhǔn)。傳感器點和鋼探針都與參考測量值呈趨勢。pH 探頭顯示信號噪聲較多，原因可能是對氣泡的敏感度較高。
圖 4：在 3 L 攪拌罐式生物反應(yīng)器中監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)：使用 PreSens 傳感器點（藍(lán)色）和原型探頭（橙色）進(jìn)行光學(xué) pH 測量，與使用梅特勒-托利多探頭（灰色）的參考測量值進(jìn)行比較。探頭和點都與參考測量值呈趨勢。 結(jié)論 我們對可高壓滅菌的光學(xué) pH 傳感器點和原型不銹鋼探頭的評估表明，這些傳感器適用于哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)中的 pH 值監(jiān)測。當(dāng)探頭端口數(shù)量有，非侵入式傳感器點具有多種優(yōu)勢?？梢栽谏锓磻?yīng)器的不同位置集成多個點，這可能會提供有關(guān)混合效應(yīng)的更多信息。隨著時間的推移，傳感器僅顯示最小的漂移，并且與參考探頭呈趨勢一致。但是，PreSens 傳感器確實具有信號噪聲和光敏性。在我們研究的下一階段，光學(xué) pH 探頭將連接到控制器和用于控制培養(yǎng) pH 值的信號。 |
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