细胞培养在线监测PAT仪器集成系统

                                                                

                  细胞培养是生物工程和生物制药的关键技术，细胞生长的状态会直接影响下游生

       物药的质量和产量。目前对细胞生长状态的检测，主要还是依赖离线的分析手段, 存

       在一定的时间滞后性，无法实现对细胞培养过程的及时干预。本系统利用过程分析技

       术，通过对关键过程参数的实时在线测量及分析。加深了对过程机理的理解，为过程

       自动化控制打下基础。

        本系统能够实现对细胞的形貌、大小和密度做实时的准确测量，进而加深对过程

  的了解，实现过程的优化控制及放大。

        除了细胞以外，对其他领域，例如固体颗粒、气泡、泡沫、乳状液、液滴、聚合

  物、流场等刻画也具有极其广泛的应用前景。

        它适用于生产中对过程的研究，产品开发及其改进。特别适用于监测、优化和控

   制生产过程。

   应用实例：

               本文以原位显微镜和在线拉曼光谱仪作为 PAT 工具，对细胞生长过程的细胞形

           态、大小、密度和细胞营养物质及代谢产物（五个生化指标：葡萄糖、乳酸、谷氨

           酸、谷氨酰胺、铵离子）浓度进行实时在线检测和分析。原位显微镜实时拍摄细胞图

           像，实时得到细胞的直径分布，并估算细胞密度。通过在线拉曼光谱仪实时获取体系

           的拉曼光谱，建立光谱数据与生化指标浓度的多元校正模型，实时分析细胞培养过程

           中的生化指标浓度。

              结果表明，原位显微镜的结果与细胞计数仪结果有良好的拟合性；拉曼光谱数据

           与生化指标浓度建立的多元校正模型能够实时预测生化指标的浓度。

               这两种 PAT 工具可以在线检测并分析细胞生长状态，可以提高细胞生存环境的质

            量，从而使生物药的产品质量提高。