细胞培养工艺放大探讨

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1、细胞培养工艺放大探讨刘家英产品应用支持赛多利斯中国目录工艺放大定义及目标反应器硬件设计需求及工艺控制参数应用实例目录工艺放大定义及目标反应器硬件设计需求及工艺控制参数应用实例工艺放大-将工艺从实验室规模转移至大规模反应器实验室规模中试规模生产规模摇瓶，50L,5000L,转瓶，200L,40000L1-20L反应器2000L工艺放大-影响因素生物因素化学因素物理因素传代次数pH调节试剂罐体外形突变概率培养基质量通气易污染工艺水质量搅拌易聚集碳水化合物（糖）浓度培养基灭菌筛选压力氮源浓度温度

2、控制磷酸盐浓度混合表面张力引起的泡沫工艺放大的目标设备相关确认和控制主要的参数以及操作空间制剂相关生产和工艺相关确认和控制主开发、评估和验证要的成分以及工艺步骤和控制手变量段文件相关根据法规要求记录和报告目录工艺放大定义及目标反应器硬件设计需求及工艺控制参数应用实例工艺放大面临的挑战一些参数被证明在工艺放大过程中作用很大:反应器硬件设计相关：•几何相似性•搅拌桨设计•通气策略培养工艺参数相关：•搅拌桨叶线速度•单位体积功率输入值(P/V)•kLa-值反应器设计特点-几何相似性BIOSTATBI

3、OSTATBIOSTATBIOSTATBIOSTATVesselUniVessel2LSTRSTRSTR50LSTR200LSTR500L1000L2000Ltotalvolume[L]37028070013002800max.working25020050010002000volume[L]min.working112.550125250500volume[L]vesseldiameterd11303705858159971295[mm]vesselheighth240666105514671800

4、2330[mm]ratioh/dv1,81.81.81.81.81.8impellerdiameter541432253103794923-bladedi2[mm]ratiodi/dv(3-blade)0,420.390.380.380.380.38Distancebetweentbd186300403493492impellersLiquidheightHL(mm)200470783100513601670RatioHL/d11.51.271.341.231.361.29Page3反应器设计特点-桨

5、叶及气体分布器桨叶设计2x6bladediskimpeller2x3bladesegmentimpellerupwardsmixing2x3bladesegmentimpellerdownwardsmixingCombination气体分布器µ-spargerringspargerCombination反应器设计特点-通气模式Ex.gassingstrategyBIOSTATBEx.gassingstrategyBIOSTATSTRDevelopatsmallscale,transfer

6、easilytolargescale细胞培养工艺放大核心“混合和传质”•液质混合/剪切力搅拌•传氧/CO去除通气2经验与工程参数在放大中起到同样重要的作用ImpellerTipSpeeddnTip2STR50800UniVessel1L]700UniVessel2LSTR200600rpmUniVessel5L500STR500400UniVessel10L300200STR1000Agitation[10000.61.21.82.4TipSpeed[m/s]Powerinputperv

7、olume/NewtonNumberPowerinputdeterminationbyNewtonnumber2MNe25ndl2measurementoftorqueTorquetransducer,max.10Nm(ETH-Messtechnik)MeasurementinRO-waterPowerinputpervolume(P/V)-fromUnivessel2LtoSTR1000LUnivesselSU2L1005090]3807020060504050030Powerin

8、putpervolume[W/m2010010000,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0Tipspeed[m/s]CalculationStirrerspeed:Powerinput=constantCalculationStirrerspeed:Powerinput=constantMixingTimeDeterminationConductivitymethodDecolourisationmethodadditionof