动物细胞培养反应器的技术研发
动物细胞结构图动物细胞（杂交瘤细胞、CHO细胞、昆虫细胞等）大规模培养技术及其生物反应器工程可广泛应用于抗体、基因重组蛋白质药物、病毒疫苗等生物技术产品的研究开发和工业化生产，华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室在动物细胞大规模培养技术及其生物反应器工程研究和开发应用方面，长期以来得到国家重大科技攻关计划、计划等的大力支持，拥有一支精干的研究开发团队和一系列现代化设备仪器，建立了由无血清悬浮培养技术、培养过程及生物反应器设计放大与强化技术、大规模高密度流加和连续灌注培养技术、培养过程计算机实时监测与控制技术、病毒类产品大规模高效生产技术等核心技术组成的大规模动物细胞培养技术及其生物反应器工程平台。
1、动物细胞无血清悬浮培养技术
研制开发了多种适合于杂交瘤细胞、rCHO细胞、昆虫细胞大规模悬浮培养过程的无血清/无蛋白培养基组成，成分明确，且细胞生长和产物表达水平与有血清培养基相当，成本比国外同类产品降低30%以上，其技术特点在于不仅能促进细胞生长、防止细胞损伤，而且还能支持细胞在大规模生物反应器中实现高密度培养，并有利于泡沫控制。
2、动物细胞培养过程及生物反应器设计放大与强化技术
与几何放大、因次放大等经验放大方法不同的是，本平台所拥有的动物细胞培养过程及生物反应器放大与强化技术是根据动物细胞大规模高密度培养过程的特点，在气液传质和流体力学等理论的指导下，在认识细胞与流体剪切力、细胞与气泡相互作用机理的基础上，其核心是采用机械搅拌和直接通气鼓泡强化气液传质能力和流体混合条件，以使培养过程和生物反应器能支持cell/ml以上细胞密度生长的能力，同时能有效消除流体剪切和气泡对细胞的损伤与破损作用，实现放大过程中强化供氧混合与防止细胞破损的统一，使大规模细胞培养过程及其生物反应器能够重复实验规模的试验结果，从而为动物细胞表达产品的工业化生产提供宽广的放大与强化空间。同时，本平台也已具备升以上规模高密度动物细胞培养过程及其各类生物反应器系统的研究设计和开发能力。
3、动物细胞大规模高密度流加和连续灌注培养技术
与已往连续流加和灌注培养技术不同的是，本平台所建立的动物细胞高密度连续流加和灌注培养技术的特点是通过调控细胞的生理状态和代谢网络，设计优化的培养基营养组成和流加、灌注技术，从而提高营养物代谢和能量利用率，降低有毒副产物生成，有效解决营养物耗竭和有毒副产物积累的矛盾，这样可在相同培养基流加或灌注速率的条件下细胞密度可比现有流加或灌注培养技术提高四至五倍，上清夜中目标产物浓度可比传统批式（Batch）培养提高六至十倍以上，生产过程产率和生物反应器生产能力则可同时提高数十倍，从而显著提高细胞培养过程的经济性，彻底改变传统灌注培养方式只提高产量不提高经济性的缺陷。
动物细胞培养反应器4、病毒类产品大规模高效生产技术
在病毒类产品工业化生产过程开发方面，现已建立起集生物反应器、微载体和动物细胞（Vero、BHK等）大规模培养技术为一体的人畜用病毒疫苗工业化生产技术，和以细胞无血清悬浮培养技术为核心的病毒载体高效生产技术，不仅为病毒类产品的工业化生产解决了规模问题，彻底改变了传统手工式和经验式的滚瓶生产方式，而且通过研究和优化细胞生理状态与病毒感染复制的关系，显著提升工业化生产过程的经济性。在50L生物反应器中批式培养上述细胞，其密度可达3×cells/mL以上，灌注培养细胞密度可达1×cells/mL以上，病毒滴度比传统滚瓶工艺提高2至3个单位（相当于浓度单位2至3个数量级）。目前已能结合具体病毒类产品进行工业化生产过程的开发和优化。
5、培养过程计算机实时监测与控制技术
传统动物细胞培养过程及其生物反应器能够进行实时监测和控制的参数只有温度、搅拌转速、溶解氧浓度（DO）和pH值等物理环境参数，而与细胞生理状态和代谢活性相关的生理生化参数却一概不能进行实时检测和控制，与此不同的是本平台所建立的计算机实时监测与控制技术，是利用OUR（细胞耗氧速率）与细胞生长动力学、代谢动力学参数间的关系，通过计算机在线检测培养过程中OUR的变化，以监测和控制培养过程中的细胞密度、细胞代谢活性、细胞生长速率、营养物代谢途径和目标产物表达等生理生化关键参数，从而为动物细胞工业化培养过程的自动在线监测和控制奠定了基础。
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