演講人：日期：CHO細(xì)胞發(fā)酵的知識(shí)目錄CONTENTSCHO細(xì)胞概述CHO細(xì)胞發(fā)酵基礎(chǔ)CHO細(xì)胞發(fā)酵技術(shù)CHO細(xì)胞發(fā)酵的影響因素CHO細(xì)胞發(fā)酵的應(yīng)用實(shí)例CHO細(xì)胞發(fā)酵的挑戰(zhàn)與解決方案01CHO細(xì)胞概述定義CHO細(xì)胞是指轉(zhuǎn)化細(xì)胞系，1957年從中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞得到。來(lái)源最初來(lái)源于中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化而成。CHO細(xì)胞的定義與來(lái)源CHO細(xì)胞具有貼壁生長(zhǎng)、易于培養(yǎng)、分裂迅速等特點(diǎn)。特性CHO細(xì)胞基因與人類基因高度相似，且易于進(jìn)行基因改造和表達(dá)。遺傳特性CHO細(xì)胞能夠高效表達(dá)外源基因，且產(chǎn)物穩(wěn)定、易于分離純化。產(chǎn)物特性CHO細(xì)胞的特點(diǎn)010203生物科學(xué)研究CHO細(xì)胞作為重要的細(xì)胞模型，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、遺傳學(xué)、疾病研究等領(lǐng)域。生物制藥CHO細(xì)胞廣泛應(yīng)用于生物制藥領(lǐng)域，如生產(chǎn)單克隆抗體、重組蛋白藥物等。細(xì)胞治療CHO細(xì)胞作為細(xì)胞治療的載體，可用于基因治療、細(xì)胞移植等。CHO細(xì)胞在生物技術(shù)中的應(yīng)用02CHO細(xì)胞發(fā)酵基礎(chǔ)發(fā)酵過(guò)程簡(jiǎn)介發(fā)酵的定義發(fā)酵是一種生物化學(xué)反應(yīng)，是指利用微生物的代謝活動(dòng)，在有氧或無(wú)氧條件下分解有機(jī)物并產(chǎn)生能量和其他產(chǎn)物的過(guò)程。發(fā)酵的類型根據(jù)微生物的類型和發(fā)酵條件，發(fā)酵可以分為多種類型，如酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等。發(fā)酵在CHO細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用CHO細(xì)胞發(fā)酵可以用于生產(chǎn)生物制品，如蛋白質(zhì)、抗體、疫苗等。CHO細(xì)胞的代謝特點(diǎn)發(fā)酵是基于微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)條件，如溫度、pH值、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，可以促進(jìn)微生物的繁殖和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。發(fā)酵的微生物學(xué)原理發(fā)酵的生物化學(xué)原理發(fā)酵過(guò)程中涉及到許多生物化學(xué)反應(yīng)，如糖酵解、檸檬酸循環(huán)等，這些反應(yīng)產(chǎn)生的能量和中間產(chǎn)物可以用于生物合成和細(xì)胞代謝。CHO細(xì)胞是一種轉(zhuǎn)化細(xì)胞系，具有高效的代謝能力，可以在無(wú)氧條件下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和少量能量。CHO細(xì)胞發(fā)酵的原理發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)溫度溫度是影響微生物生長(zhǎng)和發(fā)酵過(guò)程的重要參數(shù)，不同微生物有不同的最適生長(zhǎng)溫度。pH值pH值對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)有很大影響，需要保持適宜的pH值范圍。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵過(guò)程中需要提供充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等，以滿足微生物的生長(zhǎng)和代謝需求。氧氣不同類型的發(fā)酵對(duì)氧氣的需求不同，有的需要氧氣參與，有的則在無(wú)氧條件下進(jìn)行。03CHO細(xì)胞發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵前的準(zhǔn)備工作細(xì)胞株的選擇與準(zhǔn)備選擇適合發(fā)酵的CHO細(xì)胞株，進(jìn)行復(fù)蘇、擴(kuò)增和保存。02040301發(fā)酵設(shè)備的準(zhǔn)備與清洗清洗和準(zhǔn)備發(fā)酵罐、管道、閥門等設(shè)備，確保無(wú)菌操作。培養(yǎng)基的配置與滅菌配置適宜CHO細(xì)胞生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基，并進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理。環(huán)境條件的設(shè)定調(diào)節(jié)發(fā)酵室的溫度、濕度、光照等條件，為CHO細(xì)胞生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境。接種與培養(yǎng)將CHO細(xì)胞接種到發(fā)酵罐中，進(jìn)行培養(yǎng)并監(jiān)控其生長(zhǎng)狀態(tài)。細(xì)胞生長(zhǎng)與代謝的調(diào)控通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度、pH值、溶氧等因素，促進(jìn)CHO細(xì)胞的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。發(fā)酵終點(diǎn)的判斷與停止根據(jù)發(fā)酵過(guò)程中細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生情況，判斷發(fā)酵終點(diǎn)，并適時(shí)停止發(fā)酵。發(fā)酵參數(shù)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中的溶氧、pH值、糖濃度、代謝產(chǎn)物濃度等關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)行調(diào)節(jié)以優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程。發(fā)酵過(guò)程中的操作與控制01020304產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)與儲(chǔ)存對(duì)純化后的產(chǎn)物進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，如純度、活性等指標(biāo)，并儲(chǔ)存于適宜的條件下，以保持其穩(wěn)定性和活性。發(fā)酵液的離心與過(guò)濾將發(fā)酵液進(jìn)行離心和過(guò)濾，去除細(xì)胞碎片和雜質(zhì)。產(chǎn)物的提取與純化利用不同的分離技術(shù)，如鹽析、層析、超濾等，對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行提取和純化。發(fā)酵后的處理與純化04CHO細(xì)胞發(fā)酵的影響因素培養(yǎng)基成分對(duì)發(fā)酵的影響碳源種類和濃度提供細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的能量來(lái)源，常用葡萄糖、乳糖等。氮源種類和濃度提供細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的氮元素，常用氨基酸、蛋白胨等。無(wú)機(jī)鹽和維生素參與細(xì)胞代謝和產(chǎn)物合成，如鎂、鐵、鈣、維生素B等。生長(zhǎng)因子和激素影響細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的速度和效率，如胰島素、生長(zhǎng)因子等。溫度影響細(xì)胞代謝和酶活性，從而影響產(chǎn)物合成速度和細(xì)胞生長(zhǎng)速度。pH值影響細(xì)胞膜的通透性、酶的活性和產(chǎn)物的穩(wěn)定性，需維持在最適范圍內(nèi)。溶氧影響細(xì)胞呼吸和產(chǎn)物合成，需保持適當(dāng)?shù)娜苎鯘舛纫詽M足細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的需求。030201溫度、pH和溶氧對(duì)發(fā)酵的影響促進(jìn)氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的均勻分布，提高發(fā)酵效率。攪拌提供細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成所需的氧氣，同時(shí)排出二氧化碳和其他廢氣。通氣攪拌產(chǎn)生的剪切力可能對(duì)細(xì)胞造成損傷，需合理控制攪拌速度和通氣量。剪切力攪拌和通氣對(duì)發(fā)酵的影響01020305CHO細(xì)胞發(fā)酵的應(yīng)用實(shí)例抗體藥物生產(chǎn)CHO細(xì)胞是抗體藥物生產(chǎn)的主要宿主細(xì)胞之一，因其高效表達(dá)和正確折疊能力被廣泛用于單克隆抗體、雙特異性抗體等蛋白類藥物的生產(chǎn)。疫苗制備細(xì)胞治療生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用CHO細(xì)胞也被用于制備一些病毒疫苗，如流感病毒疫苗、狂犬病疫苗等，通過(guò)培養(yǎng)細(xì)胞來(lái)擴(kuò)增病毒并提取病毒抗原。CHO細(xì)胞還被用于細(xì)胞治療產(chǎn)品的生產(chǎn)，如CAR-T細(xì)胞療法等，通過(guò)基因編輯等手段將CAR等基因?qū)隒HO細(xì)胞，使其具有特定的免疫功能。生物制藥CHO細(xì)胞具有高效表達(dá)和可調(diào)控性，有望成為生物制造領(lǐng)域的重要工具，用于生產(chǎn)各種高價(jià)值的生物制品。生物制造科學(xué)研究CHO細(xì)胞作為重要的細(xì)胞模型，在生物學(xué)、疾病研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如用于藥物篩選、毒性評(píng)估等。CHO細(xì)胞在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用已非常廣泛，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其在新型疫苗、基因治療等領(lǐng)域的應(yīng)用前景也將更加廣闊。其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景安進(jìn)公司的HumiraHumira是一種用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病等自身免疫性疾病的單克隆抗體藥物，其生產(chǎn)過(guò)程使用了CHO細(xì)胞進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。默克公司的ErbituxErbitux是一種用于治療頭頸癌和結(jié)直腸癌的表皮生長(zhǎng)因子受體抑制劑，其生產(chǎn)工藝也采用了CHO細(xì)胞發(fā)酵技術(shù)。典型案例分析06CHO細(xì)胞發(fā)酵的挑戰(zhàn)與解決方案發(fā)酵過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢由于培養(yǎng)條件不佳或細(xì)胞自身特性，導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，影響發(fā)酵效率。產(chǎn)物表達(dá)量低由于細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)不完善或培養(yǎng)條件不合適，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物表達(dá)量低。細(xì)胞死亡與凋亡在發(fā)酵過(guò)程中，細(xì)胞可能會(huì)因環(huán)境壓力、營(yíng)養(yǎng)不足等原因死亡或凋亡，影響發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。產(chǎn)物穩(wěn)定性差某些目標(biāo)產(chǎn)物在細(xì)胞外環(huán)境中不穩(wěn)定，容易降解或失活，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。優(yōu)化培養(yǎng)條件通過(guò)調(diào)整培養(yǎng)溫度、pH值、溶氧量等參數(shù)，為細(xì)胞生長(zhǎng)提供最佳環(huán)境。改進(jìn)細(xì)胞系利用基因工程技術(shù)改造細(xì)胞系，提高目標(biāo)產(chǎn)物的表達(dá)量和穩(wěn)定性。添加誘導(dǎo)劑在發(fā)酵過(guò)程中添加適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)劑，可以激活細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)系統(tǒng)，提高產(chǎn)物表達(dá)量。優(yōu)化發(fā)酵工藝采用分批培養(yǎng)、補(bǔ)料培養(yǎng)等策略，提高細(xì)胞密度和產(chǎn)物表達(dá)量。提高CHO細(xì)胞發(fā)酵效率的策略細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)將不斷創(chuàng)新，為CHO細(xì)胞發(fā)酵提供更多可能性。自動(dòng)化與智能化趨勢(shì)未來(lái)，CHO細(xì)胞發(fā)酵將更加注重自