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| 使用presens光学 pH 传感器在搅拌罐式生物反应器中进行细胞培养监测 |
| 点击次数：222 更新时间：2025-02-05 |
使用presens光学 pH 传感器在搅拌罐式生物反应器中进行细胞培养监测
我们使用 PreSens 新型可高压灭菌光学传感器点以及新型 pH 探头进行在线细胞培养监测。将光学测量值与梅特勒-托利多探头的参考数据进行比较。在第一个实验阶段，我们评估了连接到生物反应器壁上的 pH 传感器点的信号稳定性、点间变化和漂移。这些点与参考测量值呈趋势，并且随着时间的推移仅显示出最小的漂移。第二个实验阶段侧重于 pH 探头的评估，该探头与梅特勒-托利多探头的趋势也很好。
监测和控制重要的培养参数，如 DO 和 pH 值是哺乳动物细胞培养的前提条件。不利的条件可能会损害生长，甚至导致培养失败。因此，需要精确且长期稳定的传感器，这些传感器可以在生物反应器中实施。 材料和方法 将光学 pH 传感器点 （SP-LG1） 连接到 3 L 玻璃生物反应器的内生物反应器壁上。在生物反应器热套上切一个孔，以便可以通过聚合物光纤从外部读取传感器点。对装有光学传感器的反应器进行高压灭菌。在接种 CHO 细胞系之前立即对传感器点进行单点校准。使用 Applikon EZ 控制器控制生物反应器的 pH 值，设定值为 7.00 ± 0.05。 结果 图 2 显示了细胞培养中 15 天监测期的 PreSens pH 测量值和参考数据。在这项研究中，在接种前对 PreSens 斑点进行了单点调整。在研究的其余部分，对控制系统的梅特勒-托利多探头进行了样品校正，但 PreSens 斑点和第二个梅特勒-托利多探头没有再次进行样品校正。实验应确定光学传感器的性能和可能的漂移。参考探针的光学 pH 读数趋势良好，从第 11 天开始仅显示出很小的漂移（图 3）。在整个研究过程中，PreSens 测量中看到的峰值发生在手动监测点的每日读数期间。
图 2：在 3 L 搅拌罐式生物反应器中监测细胞培养，该反应器带有光学 pH 传感器点（蓝色）和梅特勒-托利多探头（橙色用于控制，灰色用于监测）。pH 点与参考测量值呈趋势。 在离线采样期间，每天一次，在三个非连续点之间手动移动光缆，以测试点间的变化和漂移。图 3 显示 4 个点在不同程度上漂移。点 1 是持续监测的点。点 2 放置在加热夹套窗口中，使其可以在整个研究过程中暴露在光线下。点 3 和 4 位于加热套后面，光照有限。10 天后，到第 15 天，连续监测点漂移约 - 0.1 pH 单位，漂移 - 0.2 pH 单位。曝光点（点 2）漂移 - 0.3 pH 单位，比所有其他点都多。两个曝光受限的点和第二个梅特勒-托利多探头的漂移最小。这些数据表明，pH 点对恒定的光照非常敏感。
图 3：在 15 天的监测期内，光学 pH 传感器点与校正探头的 pH 值偏差。11 天后可以看到 -0.1 pH 的漂移。 在下面的实验中，使用 PreSens 的 pH 传感器点和 pH 探头原型进行监测，并与对照梅特勒-托利多探头进行比较（图 4）。PreSens pH 点和探头以及梅特勒-托利多探头每天进行一次单点校准。传感器点和钢探针都与参考测量值呈趋势。pH 探头显示信号噪声较多，原因可能是对气泡的敏感度较高。
图 4：在 3 L 搅拌罐式生物反应器中监测细胞培养：使用 PreSens 传感器点（蓝色）和原型探头（橙色）进行光学 pH 测量，与使用梅特勒-托利多探头（灰色）的参考测量值进行比较。探头和点都与参考测量值呈趋势。 结论 我们对可高压灭菌的光学 pH 传感器点和原型不锈钢探头的评估表明，这些传感器适用于哺乳动物细胞培养中的 pH 值监测。当探头端口数量有，非侵入式传感器点具有多种优势。可以在生物反应器的不同位置集成多个点，这可能会提供有关混合效应的更多信息。随着时间的推移，传感器仅显示最小的漂移，并且与参考探头呈趋势一致。但是，PreSens 传感器确实具有信号噪声和光敏性。在我们研究的下一阶段，光学 pH 探头将连接到控制器和用于控制培养 pH 值的信号。 |
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