Name: primary clarification of cho harvested cell culture fluid using an acoustic separator
Uploaded: 2020-05-14T13:30:00
Duration: 7 min 6 s
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लेखक इस पांडुलिपि की रचनात्मक समीक्षा के लिए निलाउ सारा आर्डेन और झेंग झाओ को स्वीकार करना चाहेंगे । लेखक इस परियोजना के दौरान आवश्यक इनपुट के लिए लिंडसे ब्राउन का शुक्रिया भी अदा करना चाहेंगे। इस काम के लिए आंशिक आंतरिक वित्तपोषण और समर्थन सीडीआर क्रिटिकल पाथ प्रोग्राम (सीए #1-13) और सीडीईआर विनिर्माण विज्ञान, उत्कृष्टता कार्यक्रम के नवाचार केंद्र (Berilla-CoE-19-49) द्वारा प्रदान किया गया था । इस परियोजना के भाग में जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों, अमेरिका के खाद्य और औषधि प्रशासन के कार्यालय में इंटर्नशिप/अनुसंधान भागीदारी कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था, अमेरिका के ऊर्जा और एफडीए विभाग के बीच एक interagency समझौते के माध्यम से विज्ञान और शिक्षा के लिए ओक रिज संस्थान द्वारा प्रशासित ।
यह प्रकाशन लेखक के विचारों को दर्शाता है और एफडीए के विचारों या नीतियों का प्रतिनिधित्व करने के लिए नहीं लगाया जाना चाहिए ।

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लेखकों को इस पांडुलिपि में वर्णित उत्पादों में कोई वित्तीय हितों की है और खुलासा करने के लिए और कुछ नहीं है ।

वर्णित एक सीएचई सेल लाइन के एचसीसीएफ से एक मॉडल मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के प्राथमिक स्पष्टीकरण में बेंच-स्केल एडब्ल्यूएस के कार्यान्वयन के लिए एक कदम-दर-कदम प्रोटोकॉल है। जैसा कि प्रतिनिधि परिणामों में दिखाया गया है, प्राथमिक स्पष्टीकरण में एडब्ल्यूएस के उपयोग के परिणामस्वरूप प्रभावी सेल स्पष्टीकरण और उत्पाद वसूली हुई। इसके अलावा, रखरखाव और परिचालन आवश्यकताओं और पैमाने पर क्षमता के निम्न स्तर प्राथमिक स्पष्टीकरण में व्यापक आवेदन क्षमता की अनुमति देते हैं ।
महत्वपूर्ण बात, प्रतिनिधि परिणाम बताते हैं कि कोशिकाओं के पृथक्करण के लिए फ़ीड पंप दर महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, टर्बिडिटी माप में उच्च सेल घनत्व का पता लगाने में सीमाओं के कारण, एडब्ल्यूएस सिस्टम का उपयोग करते समय कार्यशील सेल घनत्व पर विचार करने के लिए एक और कारक है। क्योंकि उच्च सेल घनत्व फ़ीड सामग्री चलाते समय टर्बिडिटी जांच संतृप्त हो जाएगी, इसलिए फ़ीड सामग्री के सेल घनत्व को मापकर सेल पृथक्करण दक्षता की गणना करना सबसे अच्छा हो सकता है और सेल संस्कृति द्रव को ऑफलाइन स्पष्ट किया जा सकता है। स्पष्टीकरण के सटीक ऑफ़लाइन माप के साथ, इन समस्याओं को हल करने में विचार किया जा सकता है कि एक प्रक्रिया रणनीति श्रृंखला में कई कक्षों का उपयोग करने के लिए है। यद्यपि यह प्रोटोकॉल मुख्य रूप से एक कक्ष का उपयोग करने पर केंद्रित है, यह प्रणाली कोशिकाओं के अनुक्रमिक स्पष्टीकरण के लिए तीन अतिरिक्त कक्षों को संचालित कर सकती है जो कोशिकाओं की स्थिति को न्यूनतम रूप से प्रभावित कर सकती हैं और परिणामस्वरूप उच्च उत्पाद वसूली हो सकती है। इसके अलावा, अन्य मापदंडों, जैसे एडब्ल्यूएस के लिए पावर और सेल रिमूवल फ्लो रेट, विशिष्ट सेल प्रकार या ऑपरेशन के तरीके के लिए आगे अनुकूलित किया जा सकता है। कुल मिलाकर, एडब्ल्यूएस के कार्यान्वयन से पहले इन विचारों का उपयोग करके ऑपरेशन मापदंडों और रणनीति का अनुकूलन करने की सिफारिश की जाती है।
कई अनुप्रयोग क्षमताओं में, निरंतर जैव प्रक्रिया में एडब्ल्यूएस का उपयोग आशाजनक है। क्योंकि एडब्ल्यूएस अपकेंद्रण की जगह ले सकता है और फिल्टर सतह क्षेत्र14को काफी कम कर सकता है, एडब्ल्यूएस के उपयोग से बाद में छानने वाले निस्पंदन और क्रोमेटोग्राफी प्रक्रियाओं के लिए सेल-मुक्त सामग्री का निरंतर प्रवाह संभव होगा जो निरंतर बायोमैन्यूफैक्चरिंग के साथ संगत हैं। इस अनुकूलता और उच्च सेल घनत्व के लिए परफ्यूजन तकनीक की उपलब्धता (उदाहरण के लिए, >50 x10 6 कोशिकाओं/एमएल) और लंबी संस्कृति अवधि (जैसे, >14 दिन), एडब्ल्यूएस में प्राथमिक स्पष्टीकरण के अलावा एक उपन्यास सतत सेल रक्तस्राव रणनीति विकसित करने की क्षमता है।
कुछ मामलों में, कोशिका ब्लीडिंग सामग्री15, 16में स्थिर-राज्य ऑपरेशन के दौरान उत्पादित प्रोटीन का 30% तक हटा दियाजाताहै। इसके अलावा, हटाए गए मोनोक्लोनल एंटीबॉडी को मानक काटा गया सामग्री के साथ एकत्र करने के लिए कुछ गुणवत्ता विशेषताओं को पूरा किया जाना चाहिए। जब इन विनिर्देशों को पूरा नहीं किया जाता है, तो परिणाम ऐसी सामग्री की अस्वीकृति हो सकती है जो उत्पाद उपज को प्रभावित कर सकती है। इस तरह के उत्पाद के नुकसान की भरपाई के लिए, एडब्ल्यूएस का उपयोग करके सेल ब्लीडिंग सामग्री का एक सतत स्पष्टीकरण दीर्घकालिक परफ्यूजन प्रक्रिया17के दौरान स्थिर-राज्य की स्थिति में लागू किया जा सकता है। इस रणनीति से खून सामग्री में उत्पाद हानि कम हो सकती है और उत्पादित प्रोटीन का अधिक उपयोग हो सकता है। इसके अलावा, एडब्ल्यूएस का उपयोग करके निरंतर स्पष्टीकरण के बाद कोशिकाओं को संभावित रूप से उच्च सेल घनत्व और उत्पादकता के लिए वांछित होने पर बायोरिएक्टर में वापस जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, एडब्ल्यूएस के साथ सेल ब्लीडिंग सामग्री का निरंतर स्पष्टीकरण किसी दी गई प्रक्रिया में उपज और/या कम माध्यमिक फिल्टर सतह क्षेत्र को कम करने का अवसर प्रदान कर सकता है ।
संक्षेप में, एडब्ल्यूएस की उपयोगिता सरल प्राथमिक स्पष्टीकरण तक सीमित नहीं है, लेकिन निरंतर बायोप्रोसेसिंग में अनुप्रयोगों के लिए उपयोगिता हो सकती है जो विनिर्माण दर और परिचालन लचीलेपन में सुधार कर सकती है।

स्रावित चिकित्सीय प्रोटीन से जुड़ी बायोमैन्यूफैक्चरिंग प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम काटा सेल कल्चर फ्लूइड (एचसीसीएफ) से बायोमास को हटाना है। परंपरागत रूप से, बायोमैन्यूफैक्चरर्स ने अपकेंद्रित्र को अपनाया है जिसके बाद मोनोक्लोनल एंटीबॉडी 1 के उत्पादन में उनके प्राथमिक स्पष्टीकरण विधियों के रूप में गहराई से निस्पंदन कियाजाताहै। हालांकि, अपकेंद्रित्र कोशिकाओं पर उच्च कतरनी तनाव का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एचसीएफ में सेलुलर मलबे में वृद्धि हो सकती है। इससे निस्पंदन के दौरान फ़िल्टर फाउलिंग हो सकती है और इसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त संदूषक पोस्टफिल्ट्रेशन हो सकते हैं जो बाद में डाउनस्ट्रीम क्रोमेटोग्राफी दक्षता को कम कर सकते हैं1,2,3. इसके अलावा, एक निश्चित प्रक्रिया के लिए अपकेंद्री का अनुकूलन महंगा हो सकता है और इसे साफ-जगह और स्टरलाइज-इन-प्लेस सिस्टम के लिए अतिरिक्त कनेक्शन की आवश्यकता हो सकती है जो स्केलेबिलिटी के लिए एक सीमित कारक भी हो सकता है। गहराई फिल्टर का उपयोग अपकेंद्रित्र की सीमाओं के लिए क्षतिपूर्ति कर सकते हैं और एकल उपयोग प्रौद्योगिकी4का लाभ भी उठा सकते हैं। हालांकि, गहराई फिल्टर मुख्य रूप से माध्यमिक स्पष्टीकरण के रूप में उपयोग किया जाता है क्योंकि वे उच्च कोशिका संस्कृति घनत्वका सामनानहीं कर सकते 5 . वैकल्पिक रूप से, कतरनी तनाव को कम करने के लिए स्पर्शरेखा प्रवाह निस्पंदन (TFF) सेल अवधारण उपकरणों को नियोजित किया गया है, लेकिन झिल्ली ध्रुवीकरण और खराब फसल पैदावार6जैसी चुनौतियों का अनुभव हो सकता है। अपकेंद्रित्र के उपयोग के साथ-साथ गहराई से निस्पंदन या टीएफएफ के उपयोग से उत्पन्न होने वाले उपरोक्त मुद्दे एचसीसीएफ की प्राथमिक स्पष्टीकरण प्रक्रिया में सुधार के लिए एक अवसर पैदा करते हैं।
ध्वनिक पृथक्करण को एक ऐसी तकनीक के रूप में पेश किया गया था जिसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले प्रोटीन उत्पादों के साथ कोशिका संस्कृतियों से स्रावित प्रोटीन की कटाई के लिए किया जा सकता है7,8. ध्वनिक पृथक्करण बहुआयामी खड़ी तरंगों के प्रचार और प्रतिबिंब के माध्यम से प्राप्त किया जाता है जो निलंबित तरल पदार्थों और बनाए गए कणों के साथ बातचीत करते हैं9,10। ये कण तीन बलों का अनुभव करते हैं: द्रव ड्रैग, गुरुत्वाकर्षण और ध्वनिक विकिरण। जब प्रत्येक ताकत समान रूप से एक दूसरे के खिलाफ होती है, संतुलन तक पहुंचती है, तो कणों को निलंबित कर दिया जाता है और अल्ट्रासोनिक स्टैंडिंग वेव10के भीतर फंस जाता है। एक सेल संस्कृति निलंबन में, कोशिकाओं को खड़े तरंगों के इस दबाव नोड विमान के भीतर आयोजित किया जाता है, नोड कोशिकाओं के रूप में बढ़ता है, और अंततः सेलुलर नोड्स के ये समूह गुरुत्वाकर्षण बल9से गिरते हैं। इन तलछट कोशिकाओं को फिर मीडिया से हटा दिया जाता है, जो स्पष्ट मीडिया को आगे डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण के लिए पंप करने की अनुमति देता है। अलग - अलग करने की विधि के रूप में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग लिपिड कणों और लाल रक्त कोशिकाओंके पृथक्करण से लेकर स्तनधारी परफ्यूजन सेल संस्कृति12तक जैविक अनुप्रयोगों में परिणत होना शुरू हो गया है । अपकेंद्री, गहराई निस्पंदन, या TFF से बचने के द्वारा लागत, श्रम, और सेलुलर तनाव को कम करने के लिए अपनी सापेक्ष क्षमताओं के साथ, बायोमैन्यूफैक्चरर ध्वनिक जुदाई का उपयोग करने के संभावित अनुप्रयोगों की खोज कर रहे हैं।
यह अध्ययन चो सेल संस्कृति के स्पष्टीकरण के लिए एक बेंचटॉप ध्वनिक तरंग विभाजक (एडब्ल्यूएस) के संचालन के लिए एक सामान्य प्रोटोकॉल प्रदान करता है, प्रतिनिधि डेटा प्रस्तुत करता है, और यह दर्शाता है कि प्रभावी सेल स्पष्टीकरण और उत्पाद वसूली कैसे प्राप्त की जाए।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acoustophorectic chamber</td>
			<td>Pall</td>
			<td>CAS-AC-K1 Cadence acoustic chamber kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ActiCHO P</td>
			<td>GE</td>
			<td>SH31025.01</td>
			<td>powder medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AWS</td>
			<td>Pall</td>
			<td>CAS-SYS (60500101-SP)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cadence Acoustic Separator Software</td>
			<td>Pall</td>
			<td>Cadence Acoustic Separator Interface Ver. 1.0.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHO-K1 cells</td>
			<td>VRC</td>
			<td>VRC01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>Latitude 3470</td>
			<td>Windows 7, 64 bit OS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (70%)</td>
			<td>LabChem</td>
			<td>LC157605</td>
			<td>20L prepped 70% IPA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-005-CV</td>
			<td>200 mM stock solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S 14 tubing</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>96400-14</td>
			<td>peroxide-cured silicone tubing, 25ft</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S 16 tubing</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>96400-16</td>
			<td>peroxide-cured silicone tubing, 25ft</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing set</td>
			<td>Pall</td>
			<td>CAS-FP-K1 Tubing set</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Turbidity probe</td>
			<td>Pall</td>
			<td>CAS-TS-S1 (60500106)</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

primary clarification of cho harvested cell culture fluid using an acoustic separator

प्राथमिक स्पष्टीकरण काटा सेल संस्कृति तरल पदार्थ के भीतर चिकित्सीय उत्पादों से कोशिकाओं के प्रारंभिक हटाने के लिए एक biomanufacturing प्रक्रिया में एक आवश्यक कदम है। जबकि अपकेंद्रित्र या निस्पंदन जैसे पारंपरिक तरीकों को सेल हटाने के लिए व्यापक रूप से लागू किया जाता है, इन प्रक्रियाओं के लिए उपकरण में बड़े पैरों के निशान होते हैं और ऑपरेशन में संदूषण जोखिम और फिल्टर फाउलिंग शामिल हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, प्राथमिक स्पष्टीकरण के लिए निरंतर जैव प्रक्रिया योजनाओं के लिए पारंपरिक तरीके आदर्श नहीं हो सकते हैं। इस प्रकार, ध्वनिक (ध्वनि) तरंगों का उपयोग करके एक वैकल्पिक आवेदन कोशिका संस्कृति तरल पदार्थ से लगातार कोशिकाओं को अलग करने के लिए जांच की गई थी। इस अध्ययन में प्रस्तुत एक सीओ सेल बायोरिएक्टर फसल से मोनोक्लोनल IgG1 एंटीबॉडी युक्त संस्कृति तरल पदार्थ के प्राथमिक जुदाई के लिए एक बेंच पैमाने पर ध्वनिक तरंग विभाजक (एडब्ल्यूएस) का उपयोग करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल है। प्रतिनिधि डेटा एडब्ल्यूएस से प्रस्तुत किए जाते हैं और प्रदर्शित करते हैं कि प्रभावी सेल स्पष्टीकरण और उत्पाद वसूली कैसे प्राप्त करें। अंत में, निरंतर बायोप्रोसेसिंग में एडब्ल्यूएस के लिए संभावित अनुप्रयोगों पर चर्चा की जाती है। कुल मिलाकर, यह अध्ययन चो सेल संस्कृतियों के लिए प्राथमिक स्पष्टीकरण में एडब्ल्यूएस के कार्यान्वयन के लिए एक व्यावहारिक और सामान्य प्रोटोकॉल प्रदान करता है और आगे निरंतर जैव प्रक्रिया में इसकी आवेदन क्षमता का वर्णन करता है।

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Primary Clarification of CHO Harvested Cell Culture Fluid using an Acoustic Separator

यहां प्रस्तुत एक ध्वनिक विभाजक का उपयोग कर चो सेल संस्कृति के प्राथमिक स्पष्टीकरण के लिए एक प्रोटोकॉल है । इस प्रोटोकॉल का उपयोग शेक फ्लास्क संस्कृतियों या बायोरिएक्टर फसल के प्राथमिक स्पष्टीकरण के लिए किया जा सकता है और परफ्यूजन बायोरिएक्टर संचालन के दौरान सेल ब्लीड सामग्री के निरंतर स्पष्टीकरण के लिए संभावित आवेदन है।

ध्वनिक विभाजक का उपयोग करके चो काटा सेल कल्चर फ्लूइड का प्राथमिक स्पष्टीकरण

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Developing Custom Chinese Hamster Ovary-host Cell Protein Assays using Acoustic Membrane Microparticle Technology

विकासशील कस्टम चीनी हैम्स्टर अंडाशय मेजबान सेल प्रोटीन ध्वनिक झिल्ली microparticle प्रौद्योगिकी का उपयोग कर Assays

Custom assays for unique proteins are often limited to time consuming manual detection and quantitation techniques such as ELISA or Western blots due to ...

Increasing cDNA Yields from Single-cell Quantities of mRNA in Standard Laboratory Reverse Transcriptase Reactions using Acoustic Microstreaming

मानक प्रयोगशाला रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस प्रतिक्रियाओं में mRNA की एकल कोशिका मात्रा से सीडीएनए पैदावार बढ़ाने ध्वनिक Microstreaming का उपयोग

Correlating gene expression with cell behavior is ideally done at the single-cell level.  However, this is not easily achieved because the small amount of ...

Three-dimensional Cell Culture Model for Measuring the Effects of Interstitial Fluid Flow on Tumor Cell Invasion

ट्यूमर सेल आक्रमण पर बीचवाला द्रव प्रवाह के प्रभाव को मापने के लिए तीन आयामी सेल संस्कृति मॉडल

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The gingival tissue is the first structure that protects periodontal tissues and plays meaningful roles in many oral functions. The gingival epithelium is ...