多方位细胞培养监测

细胞培养过程的不稳定，会使得不同批次的产品产量和质量不一致，影响药物的安全性；另一方面，也会影响企业的生产成本。所以优化细胞培养的生产工艺，获得高质高量的细胞产物至关重要，在此过程中采用先进合适的检测技术和方法又能够帮助快速优化工艺。

在细胞培养过程中，无血清培养基能为细胞生长提供充足的营养，并提供良好的生长和代谢环境。培养基关键成分的微小变化会影响细胞的代谢特征，改变细胞的生理行为，还会影响既定的工艺表现。因此，对培养基的组成成份、投料化合物含量配比、及其在细胞培养过程中对含量变化进行检测具有重要意义。但是培养基营养成份复杂，包括氨基酸、维生素、糖、无机离子与微量元素等，可达100种以上，各营养物的浓度范围跨度也很广，从每升纳克级到每升克级，且成份之间往往还存在交互作用，目前需要使用不同的仪器和不同的方法进行测定，不能满足工业化快速、标准化的要求。

丹纳赫生命科学旗下SCIEX公司拥有多种液质联用系统，能够提供完善的细胞培养基和上清液检测方案，用于细胞培养状态检测和培养基配方工艺优化。

一）采用三重四极杆，方法简便，正负切换只需一针进样，便可检测150种常见化合物，包括6种糖、54种氨基酸、20种维生素、26种核苷酸、5个常见脂肪酸以及其他39种代谢相关物质；20min完整液相方法兼顾极性、非极性化合物，分离同分异构体，能够进行绝对定量和相对定量；还能拓展检测更多化合物。

二）采用高分辨质谱进行细胞状态检测和培养基配方工艺优化时，使用TOF MS（一级扫描）模式和Scheduled MRMHR（时间窗口多反应监测） 模式，以保证150种培养基常见化合物获得更优化灵敏度；当有研究细胞代谢评估等更高的测定需求时，高分辨质谱还可以使用IDA-Top10扫描模式，配合代谢组学数据库，进行非目标化合物的定量和定性工作。

同时，贝克曼库尔特生命科学的Vi-CELL MetaFLEX  高速细胞培养生化分析仪可以进行细胞培养基和上清液的特定成份快速检测，用于质控放行。

Vi-CELL MetaFLEX 高速细胞培养生化分析仪仅需65μL上样量，且35 秒即可获取pH、pCO₂、pO₂、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、cGlu、cLac 九种检测指标，内置的校准流程和独立的QC验证，确保测试结果的可靠。

在细胞培养过程中，对于细胞的生长状态一般通过细胞活率、细胞增殖、DNA损伤等进行多方位的监控。细胞活率是指某个时间点培养罐的单位体积内活细胞数目占所有细胞数目的比例。在细胞培养的前期，细胞活率普遍较高，在细胞凋亡期，细胞活率会逐渐降低，合适的环境和培养方式能够使细胞在培养后期依然保持相对较高的活率。贝克曼库尔特的Vi-CELL BLU细胞计数和活率分析仪采用台盼蓝染料排除法，能够自动吸样混匀、等体积台盼蓝染色、拍照成像、细胞识别和统计分析。Vi-CELL BLU在快速模式下，只需170µL上样体积，90秒即可完成测试，而且可以完成细胞密度、活率、数量、粒径大小、圆度、清晰度等多种参数，适用于工艺开发部门、GMP生产和质控车间的细胞状态监测。

另外，对细胞的形态学观察是确定细胞生长状态最直接的证据。在培养工艺开发阶段，需要使用倒置显微镜进行细胞的形态观察。生长良好的细胞，在显微镜下可观察到细胞透明度大、折光性强、轮廓不清；若细胞生长状态不良，可见细胞轮廓增强，细胞质中出现空泡等颗粒物，且细胞间隙变大，形态不规则。徕卡显微系统的倒置显微镜可以满足细胞培养实验的各种应用场景，其中专门为上游日常细胞培养进行检查的Mateo TL数字倒置显微镜可以方便放入超净工作台中，其简单易用的操作界面无需专门训练就可以准确掌握明场和相差的切换，以及汇合度检查。

徕卡的高端型号DMi8还可以灵活升级，搭配各种环境控制系统，组成THUNDER Imager + Infinity Tirf/Scanner，真实提升分辨率和图像细节，此外还可以升级成活细胞工作站进行长时间拍摄，从而满足日常细胞培养的观察、拍摄和生理学功能监测。