5悬浮培养过程控制技术悬浮培养过程控制技术主要是针对悬浮培养过程中所涉及的整体技术，主要包括悬浮培养工艺的选择及优化，培养过程中生化环境的控制，细胞培养基的选择及使用方法等等。5.1培养工艺的特点、应用选择及优化悬浮培养工艺的分类方法较多，通常就培养时的操作方式而言，无论是贴壁细胞或是悬浮细胞，工业化应用中主要分为3种（如图5-1）：批培养、流加培养及灌注培养，每种培养方式各有优缺点，适应的范围不同，随着培养技术的提高，培养工艺也在不断优化。
批培养
流加培养
灌注培养
图5-1不同的悬浮培养工艺示意图
5.1.1批培养
批培养是指在生物反应器中一次性加入细胞培养基和接入细胞种子，在培养的过程中除了调节培养环境的pH和溶氧外，不补充培养基也不排出培养基直至培养过程结束。批培养的生长代谢环境相对是一个固定的环境，不添加任何营养成份，能够观察细胞生长的整个代谢过程。但由于初始营养物比较丰富，造成细胞早期过量利用，进而积累大量的代谢废产物，培养后期细胞的生长易受到抑制，生长周期较短，细胞密度也不高。
批培养工艺的优化，通常是在细胞培养过程中尤其在后期添加营养物质，维持细胞增殖并提高产率。批培养初期，营养浓度较高，随着细胞密度的增加，营养物质相应消耗加大，同时细胞排出的代谢物增加，为了维持细胞能够继续正常生长，避免出现关键营养物质被耗尽，降低细胞死亡的速率，需要向培养细胞的环境中添加营养物质，通常是配制的营养浓缩液，既能节省培养体积又能增加细胞所需的营养物质，从而达到延长培养时间、提高细胞密度的效果，该过程可重复操作，也即是工业上常称的反复分批培养。
批培养是最简单的操作模式，是动物细胞培养工艺摸索和小规模培养细胞常用的方法。并且其优化过程迅速，在临床报批等迅速获取产品阶段应用较多；此外，根据细胞和病毒的特性，如一些快速裂解性病毒的生产较为适合。口蹄疫的生产是其中一个典型应用案例，梅里亚(Merial)动物保健有限公司在生产口蹄疫时，采用批培养的规模是几千升，在接种病毒时更换新的培养液；国内金宇保灵生物制品有限公司采用同样的生产工艺进行口蹄疫疫苗的生产。
5.1.2流加培养
动物细胞的流加培养工艺是指细胞培养基不是一次性地加入到反应器中，而是根据细胞生长代谢的情况逐渐补加营养成份，维持葡萄糖、谷氨酰胺等关键营养物质在合适的平衡浓度，避免培养过程中出现营养限制和有毒代谢物过量积累，以达到延长细胞培养时间，增加细胞密度和提高产物浓度的目的。
与分批培养相比，在流加培养过程中细胞增殖稳定期延长，凋亡速率降低，产物生成率明显提高。与灌注培养相比，其操作及放大工艺简单，能获得高浓度产品（培养液中），并可用于不同的细胞系。因此，流加培养工艺已被广泛用于许多动物细胞表达产品的生产，是当前动物细胞培养工艺中的主流操作方式。对流加培养工艺的优化也一直是动物细胞大规模培养技术的研究热点之一。
自20世纪90年代开始，为提高细胞的生产产率，对流加培养的研究日益深入，流加培养的工艺优化日趋成熟，流加培养时，维持细胞的生长环境稳定，避免一些营养物质的耗尽，同时避免营养物质过量导致的代谢废产物较多，进一步影响产物合成。细胞对渗透压较为敏感，为维持细胞培养液的渗透压处于正常范围，流加培养基的补加还将受到一定的限制。因此需要控制流加的营养物质和流加的策略，这也是流加培养工艺优化的两个主要方向。流加培养基的成分优化主要集中在关键营养物质含量如葡萄糖、谷氨酰胺等，满足细胞生长与产物合成的需要；并分析及控制它们在细胞中的代谢方式避免大量代谢副产物乳酸、氨等的积累。流加策略优化的目的是通过对细胞生长的预测确定合适的流加方式和流加速度，使关键营养物质如Glu、Gln保持合适的浓度，使乳酸、氨、丙氨酸等代谢副产物维持较低浓度，同时合理的流加策略还可以防止过度补料引起的渗透压升高，抑制细胞生长及产物合成。
流加策略的优化主要有两种方法：一种是在流加起始的时候，重复性的补加性能较好的基础细胞培养基，然后根据细胞需求补加浓缩的细胞培养基。根据培养基消耗检测数据实时调整营养成份。采用此种方法可检测出多种限制成份。该种方式对于产物滴度和产量有明显的提高。但是该方法依赖设备较多、劳动量较大，研发费用昂贵，实际工业化中应用较少，他们通常选用事先优化的基础培养基，然后主要北京哪家皮肤科医院好长春白癜风专科医院
