Name: use of high-throughput automated microbioreactor system for production of model igg1 in cho cells
Uploaded: 2018-09-28T13:00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells at JoVE.com

लेखकों को विश्लेषणात्मक समर्थन वे प्रदान के लिए स्कॉट लुटे शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । आंशिक आंतरिक धन और इस काम के लिए समर्थन CDER महत्वपूर्ण पथ कार्यक्रम (सीए #1-13) द्वारा प्रदान किया गया था । इस परियोजना के भाग में इंटर्नशिप के लिए एक नियुक्ति द्वारा समर्थित किया गया/जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों, अमेरिकी खाद्य और औषधि प्रशासन, ओक रिज विज्ञान और शिक्षा के लिए एक के माध्यम से संस्थान द्वारा प्रशासित के कार्यालय में अनुसंधान भागीदारी कार्यक्रम ऊर्जा और एफडीए के अमेरिकी विभाग के बीच समझौता एजेंसी ।

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अस्वीकरण: यह प्रकाशन लेखक के विचारों को दर्शाता है और एफडीए के विचारों या नीतियों का प्रतिनिधित्व करने के लिए नहीं लगाया जाना चाहिए ।

स्वचालित सूक्ष्म प्रतिक्रिया प्रणाली चलाने के ठीक से और कुशलता से कई स्वचालित चरणों के समय पर निष्पादन शामिल है । सिस्टम चलाने का सबसे महत्वपूर्ण भागों में से एक सॉफ्टवेयर प्रोग्रामिंग है । यदि प्रोग्राम लिखते समय कोई त्रुटि हो, तो इस प्रयोग में गंभीर त्रुटियां हो सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रक्रिया में अप्रत्याशित परिवर्तन हो सकते हैं, खिलाने की रणनीति, नमूना रणनीति, या अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता जो अध्ययन के निष्कर्षों को अमान्य कर सकती है । प्रणाली चलाने का एक अंय महत्वपूर्ण पहलू को जगह है और सही ढंग से दबाना प्लेट को मजबूत करने के लिए उचित नियंत्रण सुनिश्चित करना है । दबाना प्लेट असमान किया गया है कि सबसे आम संकेत 1, 6, 7 और 12 (कोने रिएक्टर जहाजों) जहाजों के लिए माप में अप्रत्याशित भिन्नता है । कुल मिलाकर अस्थिरता दबाना प्लेटों में गैस प्रवेश लाइनों में गैसकेट की एक ढीला इंगित करता है । इस परिदृश्य में कर सेट बिंदु तक पहुंचने में बाधा हो सकती है । एक अंय आम ख़तरा से बचने के लिए जब एक प्रयोग शुरू करने दे रहा है कोशिकाओं टीका कदम के दौरान भी लंबे समय बैठते हैं, उंहें बसने के कारण । कम समय कोशिकाओं बैठे खर्च करते हैं, कम मौका है कि उत्तरोत्तर कम इनोक्युलम कोशिका गिनती रिएक्टर जहाजों जो महत्वपूर्ण पूर्वाग्रह है कि अनजाने में अध्ययन के परिणाम को नुकसान पहुंचा सकते है के लिए क्रमिक रूप से जोड़ रहे हैं । यह कई चरणों में inoculate करने के लिए बेहतर है, यानी inoculate प्रत्येक संस्कृति स्टेशन के बीच में ठहराव चरणों के साथ एक के बाद एक तो कोशिकाओं टीका थाली में 15 मिनट से अधिक समय के लिए नहीं बैठे हैं ।
दिन के लिए दिन के उपयोग के विषय में, बाँझ बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है । हालांकि प्रणाली एक जैविक सुरक्षा कैबिनेट में है, बाँझ में और हुड के बाहर अक्सर आंदोलन के कारण की गारंटी नहीं है । नतीजतन, डाकू में चला जाता है कि सब कुछ ७०% आइपीएल के साथ छिड़काव किया जाना चाहिए । दूसरे, यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि न्यूनतम फोम संस्कृति के दौरान होता है; मीडिया बक और निकास लाइनों को रोकना, क्लैंप प्लेट के नुकसान के लिए अग्रणी और यहां तक कि कोर घटक नीचे कर सकते हैं । निवारक विरोधी फोम इसके अलावा कदम किसी भी सूक्ष्म प्रतिक्रिया कार्यक्रम डिजाइन में महत्वपूर्ण हैं । एक "बाहर फोम" यह प्रोटोकॉल सफाई निर्माताओं का पालन करें और दबाना प्लेटों की स्थाई क्षति को रोका जा सकता है लाभप्रद होगा की स्थिति में । वैकल्पिक रूप से, गैर sparged वाहिकाओं का उपयोग कम सेल घनत्व के लिए फायदेमंद हो सकता है या मात्रा अनुपात के लिए उच्च सतह के रूप में बैच मोड में चल रहा है जब भी एक sparger की कमी के साथ कुशल ऑक्सीजन सक्षम बनाता है. हालांकि, गैर sparged जहाजों के लिए उच्च कोशिका घनत्व या छिड़काव संस्कृतियों के लिए उपयोगी नहीं हो सकता है के रूप में सिर अंतरिक्ष ऑक्सीजन की बढ़ती खपत संस्कृतियों के साथ रखने के लिए अपर्याप्त है ।
वहां कई microbioreactor प्रणाली द्वारा प्रदान की लाभ कर रहे हैं, क्योंकि यह कई नियंत्रित संस्कृतियों के समानांतर में एक छोटे पैमाने पर हिला कुप्पी से अधिक नियंत्रण के साथ चलाने के लिए सक्षम बनाता है । 17 इसलिए, सिस्टम स्क्रीनिंग अध्ययन के निष्पादन की सुविधा, करता है, उच्च प्रवाह क्लोन अध्ययन और अभिकर्मक अध्ययन । स्वचालित तरल हैंडलिंग भी विश्लेषक के लिए विश्लेषक परिवर्तनशीलता कम कर देता है, जबकि एक साथ थकाऊ और समय से कम करने के लिए प्रशिक्षित कर्मियों के लिए गहन परिश्रम । जबकि वहां प्रणाली के लिए कई फायदे हैं, वहां कई महत्वपूर्ण नुकसान है कि विचार किया जाना चाहिए रहे हैं । सबसे पहले, 15 मिलीलीटर की एक संस्कृति मात्रा में काफी सीमा-प्रक्रिया नमूना और अंतिम फसल सामग्री, और कई वैकल्पिक छोटे पैमाने पर (५०० एमएल तक) प्रतिक्रिया हाल ही में उपलब्ध हो गया है । प्रणाली के लिए एक हाल ही में प्रगति है जैव प्रोफ़ाइल नोवा बायोमेडिकल से 2 विश्लेषक, जो प्रक्रिया में सेल घनत्व और पोषक तत्व विश्लेषण के लिए नमूना मात्रा को कम करने के मुद्दे के नमूने के साथ स्वचालित अतिसूक्ष्म के एकीकरण के साथ प्रतिक्रिया . लाभ जल्दी सेटअप और लगभग कोई परिचालन बचत के लिए अग्रणी सफाई शामिल कर सकते हैं, लेकिन प्रयोज्य इकाइयों की लागत दीर्घकालिक परियोजनाओं के लिए विचार किया जाना चाहिए क्योंकि यह महंगा हो सकता है के लिए पुन: प्रयोज्य पारंपरिक प्रणालियों से इकाइयों की खरीद ।
इस पत्र में चर्चा की विधि बैच मोड सेल संस्कृति के लिए मुख्य रूप से उपयुक्त है, लेकिन उपयोगकर्ता की जरूरतों के आधार पर संशोधित किया जा सकता है । प्रत्येक संस्कृति स्टेशन तापमान के स्वतंत्र नियंत्रण है, जबकि करते हैं और पीएच व्यक्तिगत रिएक्टर जहाजों के स्तर पर विविध किया जा सकता है । Sartorius भी डो योजना सॉफ्टवेयर विशेष रूप से डिजाइन करने के लिए प्रयोग की अनुमति प्रदान करता है सूक्ष्म प्रतिक्रिया प्रणाली के लिए सिलवाया सकता है । बड़े पैमाने पर डो नए निर्माता द्वारा प्रदान की सॉफ्टवेयर का उपयोग कर अध्ययन मीडिया और पूरक अनुकूलन में मदद कर सकते हैं । हालांकि यहां इस्तेमाल नहीं, microbioreactor प्रणाली भी फेड बैच अध्ययन सक्षम बनाता है । सिस्टम अभी तक छिड़काव सेल संस्कृतियों के लिए अनुकूलित नहीं किया गया है । हालांकि, वहां सीमित अध्ययन और परीक्षण के लिए वर्तमान सूक्ष्म प्रतिक्रिया प्रणाली में छिड़काव सेल संस्कृति आपरेशन नकल गया है । 26 इस विधि सेल बसने के द्वारा उच्च घनत्व छिड़काव संस्कृतियों की नकल करने के लिए संशोधित किया जा सकता है । ऊंचाई जो करने के लिए प्लास्टिक रिएक्टर में डाला जाता है और निपटाने के समय को अनुकूलित द्वारा बदलती द्वारा, मीडिया और हटाया जा सकता है के लिए संस्कृति की फले मोड दर्पण मंगाया । इस विकासशील क्षेत्र में नए उत्पादों रहे है कि यहां प्रस्तुत प्रणाली अगर संस्कृति के छिड़काव मोड वांछित है से बेहतर काम कर सकते हैं ।
सारांश में, इस अध्ययन स्वचालित सूक्ष्म-प्रतिक्रिया और चो सेल संस्कृति के संचालन के लिए विश्लेषणात्मक जुड़े का उपयोग करने के लिए उत्पादन और एक मॉडल IgG1 मोनोक्लोनल एंटीबॉडी विशेषताएं दर्शाता है । यह भूमिका पर जोर देती है छोटे पैमाने पर सूक्ष्म-प्रतिक्रिया के लिए उत्पादन में खेल विनिर्माण और सेल संस्कृति विकास और मीडिया स्क्रीनिंग पर उनके प्रभाव । जबकि वहां एक स्वचालित छोटे पैमाने प्रणाली का उपयोग करने के लिए कई फायदे हैं, पूरी तरह से अपने लाभ को समझने की प्रक्रिया और विश्लेषणात्मक लक्षण वर्णन आवश्यक है एहसास । यह अध्ययन एक स्वचालित अतिसूक्ष्म रिएक्टर प्रणाली का उपयोग करने के लिए एक दिशानिर्देश के साथ उपयोगकर्ता प्रदान करता है, कि विकसित और व्यक्तिगत अनुसंधान की जरूरत के अनुसार सुधार किया जा सकता है ।

मोनोक्लोनल एंटीबॉडी (mAbs) पहले १९७५1में माउस hybridoma कोशिकाओं में उत्पादित किया गया । तब से, रिकॉमबिनेंट प्रोटीन उत्पादन के विकास में वृद्धि हुई है मानवीयकरण mAbs के लिए जगह ले ली है vivo सुरक्षा और प्रभावकारिता2,3,4में वृद्धि हुई है । रिकॉमबिनेंट प्रोटीन उत्पादन प्रक्रियाओं के अधिकांश आसानी जिसके साथ वे सीरम मुक्त मीडिया के लिए अनुकूलित किया जा सकता है के लिए चीनी हंसटर अंडाशय (चो) कोशिकाओं को रोजगार, उनके समान एक सहज मानव की है कि इसी तरह के बाद अनुवाद संशोधनों के साथ प्रोटीन का उत्पादन करने की क्षमता प्रोटीन और मेजबान कोशिकाओं के रूप में उनकी निर्भरता5,6।
मांग तेजी से उत्पाद देने के लिए बढ़ रहा है, और लगातार गुणवत्ता के साथ बड़ा रोगी आबादी के लिए । आर्थिक लाभ के अलावा, mAbs द्वारा इलाज किया रोगों की प्रदर्शनियों की वृद्धि, जो अब स्व-प्रतिरक्षित रोग, बाद प्रत्यारोपण जटिलताओं, गठिया, और7कैंसर भी शामिल है । आधुनिक वाणिज्यिक मॉब उत्पादन लाइनों के लिए औसत पैदावार आम तौर पर 5-6 g/L की सीमा में है और5वृद्धि जारी है । भाग में, यह है चो सेल इंजीनियरिंग के माध्यम से पूरा किया गया है और बेहतर उत्पादन लाइन उच्च प्रवाह का उपयोग कर स्क्रीनिंग8प्रतिक्रिया । हालांकि, प्रोटीन के उत्पादन में सबसे अधिक वृद्धि की प्रक्रिया में सुधार के लिए जिंमेदार ठहराया गया है, मीडिया अनुकूलन, सेल संस्कृति की स्थिति में प्रगति सहित, और बेहतर खिला रणनीतियों7,9,10। पोषक तत्वों की पूरकता न केवल उचित सेल विकास के लिए बल्कि उच्च गुणवत्ता वाले प्रोटीन के कुशल उत्पादन के लिए आवश्यक है । इसके अलावा, कोशिकाओं विशिष्ट पोषक तत्वों के stoichiometric अलावा की आवश्यकता होती है, रणनीति अनुकूलन6,11खिलाने के लिए अतिरिक्त समझ की आवश्यकता होती है । पारंपरिक अनुकूलन तरीकों व्यक्तिगत मीडिया घटक अनुमापन और मिश्रण डिजाइन के साथ मीडिया सम्मिश्रण शामिल हैं । हालांकि, इन तरीकों समय लगता है, श्रम गहन, और मानव त्रुटि12,13के साथ जुड़े जोखिम शामिल हैं ।
मीडिया अनुकूलन अध्ययन पहले से हिला कुप्पी और 1-2 एल प्रतिक्रियाएं जो कच्चे माल और मानव पूंजी के मामले में महंगा हो सकता है नकारात्मक स्तर तक पर भरोसा किया । Microplates भी इस्तेमाल किया गया है लेकिन इन तरीकों सीमित दरिद्रता प्रदान करते हैं । इसके अलावा, यह अभी भी एक से अधिक समय लेने वाली रन की आवश्यकता हो सकती है कि बैच-से-बैच परिवर्तनशीलता जो CQA मीडिया संरचना और खिला रणनीति14,15,16के कारण परिवर्तनशीलता अस्पष्टता परिचय । इस प्रकार, उच्च प्रवाह और अति सुसंगत समानांतर प्रतिक्रिया प्रणाली के लिए की जरूरत17,18,19,20उभरा ।
पारंपरिक पीठ पैमाने पर जैव प्रतिक्रिया (0.5-5 एल) के संचालन के साथ जुड़े महत्वपूर्ण खर्च के साथ, microbioreactors जैविक रूप से प्राप्त दवाओं के उत्पादन का आकलन करने के लिए एक लागत को कम करने के विकल्प प्रदान करते हैं । 21 बेंच स्केल उभारा-टैंक प्रतिक्रिया भरोसेमंद और संवेदी arrays के माध्यम से घने डेटा प्रदान कर रहे हैं । प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणालियों आपरेशन के आसान निरीक्षण के लिए अनुमति देते हैं । हालांकि, विधानसभा, अंशांकन, सफाई, श्रम लागत, सब्सट्रेट लागत, और नसबंदी आवश्यकताओं को बेंच-स्केल उभारा-टैंक विरोधी प्रतिक्रियाएँ महँगी और परिश्रम करने के लिए गहन श्रम करते हैं. हिला कुप्पी और microtiter प्लेटें बड़े पैमाने पर प्रतिक्रिया के साथ जुड़े लागत और श्रम समस्याओं में से कुछ को हटा दें, लेकिन इन विकल्पों प्रसंस्करण शर्तों पर कमजोर नियंत्रण प्रदान करते हैं और कम घनत्व डेटा का उत्पादन, अक्सर ही अंत बिंदु माप. 22
वैकल्पिक रूप से, microbioreactors सेल लाइन और ऊपर की प्रक्रिया के विकास के लिए एक स्केल-डाउन दृष्टिकोण प्रदान करने के लिए एक छोटे से काम की मात्रा का उपयोग । microbioreactor प्रयोगों के पैमाने पर काफी बिजली, सब्सट्रेट, श्रम, अंतरिक्ष, और उपयोगिताओं के कम उपयोग के माध्यम से लागत चल कम कर सकते हैं. 23 Microbioreactors कि वे अपने आकार के कारण संभाल करने के लिए आसान कर रहे है में हिला कुप्पी की तरह हैं, लेकिन वे अपने पीएच, तापमान, भंग ऑक्सीजन के ऑनलाइन प्रतिक्रिया नियंत्रण के माध्यम से पारंपरिक बेंच पैमाने पर प्रतिक्रिया के लाभ बनाए रखने, और एसिड/ खपत के रूप में अच्छी तरह से उनकी वास्तविक समय बंद गैस संरचना सहित गुणवत्ता मानकों के डेटा उत्पादन । Microbioreactor स्केल उच्च प्रवाह स्क्रीनिंग क्षमता है, जो क्लोन चयन और प्रक्रिया के विकास के लिए उपयोगी हो सकता है के लिए अनुमति देता है । 24
उंनत अतिसूक्ष्म प्रतिक्रिया चो सेल संस्कृति प्रक्रिया लक्षण वर्णन और18विकास के लिए एक प्रभावी उपकरण हो दिखाया गया है । इस के साथ साथ, एक स्वचालित ambr15 प्रणाली, समानांतर में ४८ microbioreactors से मिलकर, कि अध्ययन के ऊपर पैमाने में शास्त्रीय उभार टैंक रिएक्टरों के तुलनीय होना दिखाया गया है,25 एक पूर्व काम है कि मीडिया को अनुकूलित के अनुरूप तरीके से इस्तेमाल किया गया था एक चो-DG44 सेल लाइन के लिए संरचना एक मॉडल chimeric IgG16उत्पादन । विकास और titer पर बदलती मीडिया स्थितियों के प्रभाव की तुलना की गई, और विश्लेषण किया गया । इस पत्र में microbioreactor प्रणाली चलाने के लिए एक सामान्य दिशानिर्देश और क्रूड मीडिया के नमूनों का विश्लेषण प्रस्तुत किया गया है.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:899px;" width="898">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:373px;">CHO DG44 Cell Line</td>
			<td style="width:191px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:157px;">A1100001</td>
			<td style="width:177px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ambr 15 automated microbioreactor system</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>001-2804</td>
			<td>automated micro bioreactor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ambr 15 Cell Culture 24 Disposable Bioreactors - Sparged</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>001-2B80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1 mL disposable pipette tips, sterilized</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>A-0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">5 mL disposable pipette tips, sterilized</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>A-0039</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">24 Well deep well plates</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>A-0038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1 Well plates</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>A-0068</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Vi-Cell XR cell counter</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>731050</td>
			<td>automated cell counter</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">EX-CELL&#160;Antifoam (gamma irradiated)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>59920C-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CD OptiCHO AGT Medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A1122205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">200 mM L-glutamine</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-005-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">100X Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Corning</td>
			<td>30-001-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">125 mL F-Bottom Shake Flasks (Sterile, Vented)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PBV12-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">125 mL glass Spinner Flasks</td>
			<td>Corning Life Sciences Glass</td>
			<td>4500-125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">250 mL PP Conical Centrifuge Tubes (Sterile)</td>
			<td>Nalgene (Thermo Scientific)</td>
			<td>376814</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">TC20 Automated Cell Counter</td>
			<td>BioRad Laboratories, Inc.</td>
			<td>1450103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Trypan Blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8154</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">10x PBS</td>
			<td>Corning</td>
			<td>46-013-CM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">BioProfile FLEX Analyzer</td>
			<td>Nova Biomedical</td>
			<td>49418</td>
			<td>Nutrient Analyzer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Octet Red 96</td>
			<td>Pall Fort&#233;Bio&#160;</td>
			<td>99-0042</td>
			<td>Protein A Biosensor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Protein A Dip and Read Biosensors</td>
			<td>Pall Fort&#233;Bio&#160;</td>
			<td>18-5010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Polypropylene 96-well Microplate, F-bottom, Chimney-style, Black</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>655209</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of high-throughput automated microbioreactor system for production of model igg1 in cho cells

स्वचालित अतिसूक्ष्म (15 मिलीलीटर) सेल संस्कृति इंजीनियरों के लिए एक उपयोगी उपकरण हो सकता है । वे प्रयोगात्मक शर्तों की एक विस्तृत विविधता के एक साथ निष्पादन की सुविधा है, जबकि संभावित प्रक्रिया परिवर्तनशीलता ंयूनतम । इस दृष्टिकोण के अनुप्रयोगों में शामिल हैं: क्लोन स्क्रीनिंग, तापमान और पीएच बदलाव, मीडिया और पूरक अनुकूलन । इसके अलावा, छोटे रिएक्टर संस्करणों के प्रयोगों के बड़े डिजाइन कि स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला की जांच करने के लिए अनुकूल हैं । यह ऊपर की प्रक्रियाओं को काफी स्केल-अप से पहले अनुकूलित किया जा करने की अनुमति देता है, जहां प्रयोग समय और आर्थिक बाधाओं के कारण क्षेत्र में अधिक सीमित है । स्वचालित अतिसूक्ष्म के लिए इस तरह के एक शेक कुप्पी या स्पिनर कुप्पी के रूप में पारंपरिक छोटे पैमाने पर सेल संस्कृति इकाइयों, पर विभिन्न लाभ प्रदान करते हैं । हालांकि, के दौरान पायलट स्केल प्रक्रिया विकास महत्वपूर्ण देखभाल सुनिश्चित करने के लिए कि इन लाभों का एहसास कर रहे है लिया जाना चाहिए । जब देखभाल के साथ चलाने के लिए, सिस्टम उच्च स्तर स्वचालन सक्षम कर सकते हैं, चर के एक उच्च संख्या के साथ डो के चलाने के लिए क्रमादेशित किया जा सकता है और जब एक पोषक तत्व विश्लेषक या सेल काउंटर के साथ एकीकृत नमूना समय को कम कर सकते हैं । विशेषज्ञ-व्युत्पंन अनुमानियों के एकीकरण यहां प्रस्तुत वर्तमान स्वचालित अतिसूक्ष्म के साथ, आम नुकसान है कि सार्थक परिणाम बाधा कम कर सकते हैं । चरम में, यहां रखी सिद्धांतों का पालन करने में विफलता उपकरण नुकसान है कि महंगी मरंमत की आवश्यकता के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । इसके अलावा, microbioreactor प्रणालियों छोटे संस्कृति सेल संस्कृति की स्थिति का लक्षण वर्णन करना मुश्किल मात्रा में है । संख्या और नमूनों की मात्रा में लिया-प्रक्रिया बैच मोड संस्कृति में सीमित है के रूप में ऑपरेटिंग वॉल्यूम 10 मिलीलीटर से नीचे गिर नहीं कर सकता । इस विधि अतिसूक्ष्म के लाभ और कमियों पर चर्चा करेंगे ।

महत्वपूर्ण प्रक्रिया मानकों और सेल ' संस्कृतियों आपरेशन भर में अन्य सेल संस्कृति मापदंडों की निगरानी, प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण पहलू है. सेल काउंटर और पोषक तत्व विश्लेषक के लिए पांच विशेषताएं है कि सेल विकास, पोषक तत्वों की खपत और शोधकार्य गठन की विशेषता का इस्तेमाल किया गया । सेल की गिनती सभी संस्कृति की स्थिति के लिए दैनिक प्राप्त किया गया । औसत व्यवहार्य सेल घनत्व और viabilities के रूप में उनके ± 1 एसडी अंतराल के साथ चित्रा 3 में देखा जाता है । पोषक तत्व और शोधकार्य प्रोफाइल भी एक ± 1 एसडी अंतराल के साथ संस्कृतियों के स्थिर चरण के माध्यम से दिखाया जाता है । इस प्रोफ़ाइल की ढलान औसत ग्लूकोज और glutamine खपत का प्रतिनिधित्व करता है, और स्तनपान कराने के उत्पादन, दरों । कुल मिलाकर, इन परिणामों microbioreactor प्रणाली में इन विशेषताओं की निगरानी की व्यवहार्यता प्रदर्शित; साथ ही microbioreactor प्रणाली की क्षमता एक तंग सीमा के भीतर इन मापदंडों को बनाए रखने के लिए ।
सेल संस्कृतियों की कुल उत्पादकता एक proteinA के बाद एक सेंसर प्रणाली का उपयोग कर quantified था कटाई सेल संस्कृति मीडिया एक ०.२२ माइक्रोन PVDF फिल्टर के माध्यम से पारित किया गया था । सेल के प्रति विशिष्ट उत्पादकता ०.८७ pg/सेल-डी से १.१५ pg/सेल-डी से लेकर चित्रा 4में देखी गई । इन परिणामों के आधार पर स्थितियों की एक विस्तृत सरणी के लिए मीडिया संरचना और खिला रणनीति है कि प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं में एक ंयूनतम निवेश के लिए उत्पादित प्रोटीन की मात्रा को अधिकतम का चयन करने के लिए जांच की जा सकती है ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58231/58231fig1.jpg"> चित्रा 1 : 4 संस्कृति स्टेशनों के साथ microbioreactor प्रणाली के लेआउट (सीएस) 12 रिएक्टर जहाजों प्रत्येक होने । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58231/58231fig1large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a> 
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58231/58231fig2.jpg"> चित्रा 2 : उदाहरण नमूना प्लेट सेट-अप proteinA पर पुनर्जनन प्रयोग के साथ एक बुनियादी quantitation के लिए-संवेदी प्रणाली । पंक्ति 1 (लाल "R") संदर्भ नमूना (यानी मैट्रिक्स अनुपस्थित analyte) के लिए आरक्षित है; पंक्ति 2 (aquamarine) मानकों का एक सेट है (सांद्रता µ g/एमएल में हैं); पंक्तियाँ 3 और 4 (नारंगी) निम्न और उच्च धनात्मक नियंत्रण ("PL" और "PH," क्रमशः) के सेट हैं; पंक्तियां 5 से 10 (जामुनी) में अज्ञात नमूने होते हैं; पंक्तियां 11 और 12 (धूसर) पुनर्जनन ("R") और बेअसर ("N") बफ़र्स के लिए प्रोग्राम-डिफ़ॉल्ट स्थितियां हैं । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58231/58231fig2large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a> 
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58231/58231fig3.jpg"> चित्रा 3 : एक) औसत व्यवहार्य सेल घनत्व और एक बैच की उंर से अधिक व्यवहार्यता प्रोफाइल । ± 1 एसडी भी microbioreactor प्रणालियों में सेल विकास के तंग नियंत्रण का संकेत करने के लिए दिखाया गया है । ख) ग्लूकोज और glutamine के लिए औसत पोषक तत्व प्रोफ़ाइल के रूप में के रूप में अच्छी तरह से स्तनपान के लिए औसत शोधकार्य प्रोफ़ाइल । ± 1 एसडी भी microbioreactor सिस्टम में मीडिया संरचना पर तंग नियंत्रण का संकेत दिखाया है । (N = 3, तपसिल में सभी शर्तें चलाई गई थीं) । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58231/58231fig3large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58231/58231fig4.jpg"> चित्र 4 : प्रतिनिधि बॉक्स-विभिंन मीडिया की स्थिति का औसत विशिष्ट उत्पादकता के भूखंड । (N = 3, तपसिल में सभी शर्तें चलाई गई थीं) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58231/58231fig4large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>

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Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells

चो कोशिकाओं में मॉडल IgG1 के उत्पादन के लिए उच्च प्रवाह स्वचालित Microbioreactor प्रणाली का उपयोग

एक microbioreactor प्रणाली में विभिंन स्थितियों के तहत ४८ समानांतर सेल संस्कृतियों के समवर्ती आपरेशन के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है । सेल कल्चर प्रोसेस, हार्वेस्ट और बाद में एंटीबॉडी titer एनालिसिस बताए गए हैं ।

Automated microscale bioreactors (15 mL) can be a useful tool for cell culture engineers. They facilitate the simultaneous execution of a wide variety of ...

यह विधि सेल लाइन लक्षण वर्णन और मध्यस्थता और प्रक्रिया अनुकूलन के पहलुओं के बारे में जैव प्रक्रिया विनिर्माण के क्षेत्र में कुछ महत्वपूर्ण सवालों के जवाब देने में मदद कर सकती है। इस तकनीक के फायदे यह हैं कि यह शेक फ्लास्क में अधिक नियंत्रण प्रदान करता है और स्वचालन और त्वरित डेटा उत्पादन के लिए बड़ी संख्या में छोटे पैमाने के अध्ययनों के प्रदर्शन की अनुमति देता है। प्रक्रिया का प्रदर्शन किया जाएगा, साई रश्मिका वेलुगुला और केसी कोहनहोर्स्ट, मेरी प्रयोगशाला में अनुसंधान अध्येता ।एक ३७ डिग्री सेल्सियस पानी स्नान में ठंड माध्यम के मिलीलीटर प्रति सातवें शो कोशिकाओं के लिए तीन गुना 10 के एक शेयर नीच विसर्जित करके शुरू करो । जब केवल बर्फ का एक छोटा सा ज़ुल्फ़ रहता है, धीरे से तेजी से गल सेल निलंबन कई बार और एक बाँझ १२५ मिलीलीटर निकाल शेक फ्लास्क ऑप्टिचो माध्यम के 29 मिलीलीटर युक्त में कोशिकाओं के एक मिलीलीटर हस्तांतरण । फ्लास्क को सेल कल्चर इनक्यूबेटर में 37 डिग्री सेल्सियस और 8% CO2 में 130 आरपीएम मिलाते हुए रखें।एक १२५ मिलीलीटर स्पिनर फ्लास्क में ताजा ३७ डिग्री सेल्सियस माध्यम के १०० मिलीलीटर में ७२ घंटे के बाद कोशिकाओं को ३७ डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेशन और ८% CO2 में ७० RPM पर सरगर्मी के साथ । उपसंस्कृति के तीसरे दिन, स्पिनर फ्लास्क के लिए ताजा पूर्व गर्म माध्यम जोड़ें ताकि अंतिम 24 घंटे की संस्कृति के लिए कोशिकाओं को कम से ९०% व्यवहार्यता पर बनाए रखा जा सके । अगली सुबह, रिमोट डेस्कटॉप आइकन पर क्लिक करें और कनेक्ट पर क्लिक करें।रिमोट डेस्कटॉप कनेक्ट होने पर सेल काउंटर सॉफ्टवेयर खोलें और नया रिएजेंट पाक इंस्टॉल करें। इसके बाद ट्राइपन ब्लू वेस्ट को खाली करें और सिस्टम को प्राइम करें । इसके बाद, रिमोट कनेक्शन को कम करें और एक नया प्रयोग बनाने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में मौजूदा प्रयोग का उपयोग करके माइक्रो बायो रिएक्टर सॉफ्टवेयर खोलें।एक रन शुरू करने से पहले, सॉफ्टवेयर के नकल अनुभाग में चलाने के दौरान इस्तेमाल प्लेटों को परिभाषित करें और प्रत्येक संस्कृति स्टेशन में 12 बाँझ संस्कृति जहाजों जगह है । जहाजों के शीर्ष पर ऑटोक्लेव्ड क्लैंप प्लेटें रखें और क्लैंप प्लेटों के शीर्ष पर हलचल प्लेटें रखें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रत्येक पिन सुरक्षित रूप से डाला गया है। फिर, शिकंजा और प्रदान की नोब्स के साथ क्लैंप प्लेटों को सुरक्षित करें।सिस्टम शुरू करने के लिए प्रत्येक संस्कृति पोत के साथ प्रदान किए गए बारकोड को स्कैन करें। यह प्रणाली उपयुक्त जहाजों की उपस्थिति के लिए शुरू और जांच करेगी । तापमान नियंत्रण को 37 डिग्री सेल्सियस तक सेट करें और 1, 000 आरपीएम तक सरगर्मी करें और भंग ऑक्सीजन पीएच मॉनिटर चालू करें।इसके बाद, मीडियम चार्जिंग प्रोग्राम को अंजाम दें। जब सभी माध्यम लोड किए गए हैं, तो एक्स-सेल एंटीफोम के 35 माइक्रोलीटर एंटीफोम प्लेट से संस्कृति जहाजों में जोड़े जाएंगे। 30 मिनट के बाद संस्कृति मीडिया के भीतर भंग ऑक्सीजन और पीएच रिकॉर्डिंग शुरू, भंग ऑक्सीजन के एक सेट बिंदु तक पहुंचने के लिए अनुमति भंग ऑक्सीजन संतुलन के बाद, पृष्ठभूमि आधार परिवर्धन पर बारी के लिए संस्कृति जहाजों के सभी के लिए ७.१ के एक पीएच सेटपॉइंट प्राप्त करने के लिए ।अगली सुबह, रुका हुआ पीएच चरण निष्पादित करें और स्पिनर फ्लास्क की पूरी सामग्री को अपकेंद्रित्र के लिए बाँझ 250 मिलीलीटर शंकुदाता में स्थानांतरित करें। पर्याप्त ताजा माध्यम में गोली को फिर से खर्च करें कि अंतिम घनत्व संस्कृति जहाजों में इनोकुलम जोड़ने के बाद छठे चो कोशिकाओं प्रति मिलीलीटर के लिए एक गुना 10 होगा और एक बाँझ लिड 24 अच्छी प्लेट के उपयुक्त कुओं में निलंबित कोशिकाओं को जोड़ देगा। प्रत्येक अच्छी तरह से तीन मिलीलीटर इनोकुलम जोड़ें और हुड के अंदर नामित डेस्क पर इनोकुलम प्लेट रखें।फिर, संस्कृति जहाजों को कम से कम एक घंटे के लिए संतुलन और कार्यक्रम में पांच पूर्व सेल गिनती कदम शुरू करते हैं। दो दिन दैनिक पोषक तत्वों और मेटाबोलाइट विश्लेषण के लिए नमूना ट्यूब धारक प्लेटें अपने निर्धारित डेक पर रखें और उचित धारकों में खुली माइक्रोसेंट्रफ्यूज ट्यूब लोड करें। फिर, नमूनों को एनालाइजर ट्रे में रखें, पोषक तत्वों का विश्लेषण करने के लिए।रन समाप्त करने के लिए पहले तापमान नियंत्रण बंद कर दिया और आंदोलन के बाद । भंग ऑक्सीजन पीएच नियंत्रण और पृष्ठभूमि आधार परिवर्धन, अन्य सभी नियंत्रणों को रोकें, और सिस्टम मॉनिटर करें। क्लैंप को अनस्क्रू करें और प्लेटों को हिलाएं, संस्कृति जहाजों को हटा दें, और संस्कृति स्टेशन में सुखाने वाली प्लेटों को पेंच करें।फिर, कार्यक्रम पर दो घंटे सुखाने चक्र पर अमल; बायोरिएक्टर सॉफ्टवेयर में बंद क्लिक एक बार सुखाने चक्र समाप्त हो गया है । कोशिकाओं को फसल करने के लिए रिएक्टर जहाजों से सेल संस्कृति तरल पदार्थ को अपकेंद्रण के लिए संबंधित शंकु नलियों में स्थानांतरित करें और बाँझ 0.22 माइक्रोमीटर पीवीडीएच फिल्टर के माध्यम से सुपरनेटेंट को फ़िल्टर करें। फिर, प्रत्येक बाँझ सेल संस्कृति के एक मिलीलीटर को टिटर विश्लेषण तक नकारात्मक 20 डिग्री सेल्सियस भंडारण के लिए व्यक्तिगत 1.5 मिलीलीटर माइक्रोसेंट्रफ्यूज ट्यूबों में स्थानांतरित करें।नमूनों के आईजीजी टाइटर्स को मापने के लिए, सबसे पहले प्रोटीन एड बायोसेंसर सिस्टम चालू करें। दीपक के कम से कम एक घंटे तक गर्म होने के बाद, नमूनों को कमरे के तापमान और प्रति नमूना प्रति प्रोटीन सहायता टिप को कम से कम 30 मिनट के लिए ताजा सेल माध्यम में बराबर करने की अनुमति दें। इसके बाद प्लेट का तापमान 26 डिग्री सेल्सियस तक सेट करें।नमूनों को सिस्टम में लोड करें, और डेटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर में पुनर्जनन के साथ डिफ़ॉल्ट उच्च संवेदनशीलता परख का उपयोग करके परख चलाएं। एकीकृत सेल काउंटर का उपयोग करके, सभी संस्कृति स्थितियों के लिए औसत व्यवहार्य सेल घनत्व और विपर्णता दैनिक प्राप्त की जा सकती हैं। पोषक तत्वों के विश्लेषक का उपयोग करके हम माइक्रोबायो रिएक्टर प्रणाली में इन विशेषताओं की निगरानी की व्यवहार्यता का प्रदर्शन करने वाले पोषक तत्व और प्रतिफल प्रोफाइल भी प्राप्त कर सकते हैं।इसके अलावा, ब्याज की विभिन्न संस्कृति शर्तों के तहत सेल संस्कृतियों की कुल उत्पादकता प्रोटीन सहायता बायोसेंसर प्रणाली का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है जैसा कि प्रदर्शन किया गया है। इस प्रक्रिया का प्रयास करते समय, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि प्रोटोकॉल केवल तभी काम करता है जब प्रोग्रामिंग सही ढंग से की जाती है; न्यूनतम त्रुटियों के साथ प्रोटोकॉल चरणों का समय पर निष्पादन सुनिश्चित करना। इस प्रक्रिया के बाद अन्य तरीकों जैसे: उत्पाद के भौतिक और रासायनिक गुणों के बारे में अतिरिक्त प्रश्नों का उत्तर देने के लिए तरल क्रोमेटोग्राफी, मास स्पेक्ट्रोमेट्री और मल्टी-एंगल लाइट बिखरने का प्रदर्शन किया जा सकता है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

बायोमैटिरियल्स उच्च Throughput डिस्कवरी के लिए पॉलिमर माइक्रोएरे

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Cultivation of Mammalian Cells Using a Single-use Pneumatic Bioreactor System

एक एकल उपयोग वायवीय bioreactor प्रणाली का उपयोग स्तनधारी कोशिकाओं की खेती

Recent advances in mammalian, insect, and stem cell cultivation and scale-up have created tremendous opportunities for new therapeutics and personalized ...

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

एक उच्च throughput का प्रयोग करें<em&gt; इन विट्रो</em&gt; Microfluidic प्रणाली ओरल बहु प्रजातियों Biofilms विकसित करने के लिए

There are few high-throughput in vitro systems which facilitate the development of multi-species biofilms that contain numerous species commonly detected ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

एक 3 डी ऊतक इंजीनियर मानव इसोफेजियल mucosal मॉडल का उत्पादन, लक्षण और क्षमता का उपयोग करता

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Using Tomoauto: A Protocol for High-throughput Automated Cryo-electron Tomography

Tomoauto का प्रयोग: एक प्रोटोकॉल उच्च throughput स्वचालित क्रायो इलेक्ट्रॉन टोमोग्राफी के लिए

Cryo-electron tomography (Cryo-ET) is a powerful three-dimensional (3-D) imaging technique for visualizing macromolecular complexes in their native ...

Generic Protocol for Optimization of Heterologous Protein Production Using Automated Microbioreactor Technology

Heterologous प्रोटीन उत्पादन के अनुकूलन के लिए जेनेरिक प्रोटोकॉल स्वचालित Microbioreactor प्रौद्योगिकी का उपयोग

A core business in industrial biotechnology using microbial production cell factories is the iterative process of strain engineering and optimization of ...

Purification and Analytics of a Monoclonal Antibody from Chinese Hamster Ovary Cells Using an Automated Microbioreactor System

चीनी हम्सटर अंडाशय कोशिकाओं से एक मोनोक्लोनल एंटीबॉडी का शोधन और विश्लेषण एक स्वचालित माइक्रोबायोरिएक्टर सिस्टम का उपयोग करते हुए

Monoclonal antibodies (mAbs) are one of the most popular and well-characterized biological products manufactured today. Most commonly produced using ...

Process Optimization using High Throughput Automated Micro-Bioreactors in Chinese Hamster Ovary Cell Cultivation

चीनी हम्सटर अंडाशय सेल खेती में उच्च थ्रूपुट स्वचालित माइक्रो-बायोरिएक्टरों का उपयोग करके अनुकूलन प्रक्रिया

Optimization of bioprocesses to increase the yield of desired products is of importance in the biopharmaceutical industry. This can be achieved by strain ...

High Throughput Yeast Strain Phenotyping with Droplet-Based RNA Sequencing

ड्रॉपलेट-आधारित आरएनए अनुक्रमण के साथ उच्च थ्रूपुट खमीर तनाव फेनोटाइपिंग

The powerful tools available to edit yeast genomes have made this microbe a valuable platform for engineering. While it is now possible to construct ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

एक उच्च थ्रूपुट माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का उपयोग करके गतिशील पर्यावरणीय स्थितियों का उत्पादन

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...