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经过40多年的发展,利用动物细胞培养技术生产抗体类药物已经成为生物医药发展的主导方向,其产业化进程得到快速发展。针对细胞培养工艺的规模放大,目前的研究集中于解决中试生产和大规模生产中由于反应器规模的扩大引发的放大问题,但对于实验室研发阶段由于细胞培养体系的改变导致的过程放大问题的研究较少。在实验室工艺开发阶段,TPP和2 L反应器是两个常用的细胞培养体系,将TPP中建立的流加培养工艺放大至2 L反应器中,细胞的生长、代谢及产物表达存在不一致的现象。本文以表达IgG抗体的CHO细胞的流加培养过程为研究对象,采用相同的工艺条件,分别在TPP和2 L反应器中进行细胞培养实验,结果表明TPP中的最大活细胞密度比2 L反应器中低22.78%,但抗体的比生成速率及抗体产量分别比2 L反应器中高75.54%和41.16%。TPP和2 L反应器中乳酸、氨及部分氨基酸的代谢差异较大。采用相同的工艺条件,在TPP和2 L反应器中对其他类型的细胞进行培养时,发现细胞生长、代谢、产物生成等方面存在不同程度的差异。为了探究TPP和2 L反应器中抗体产量出现差异的原因,本文对比分析TPP和2 L反应器中的细胞培养的过程参数—pH、渗透压、pCO2、DO、水分挥发量、混合时间、气液传质、剪切力,结果表明pH、DO、pCO2、渗透压的差异较大。在2L反应器中,pH、pC02、渗透压的变化受pH控制方式的调节,DO的变化受DO控制方式的调节,因此,造成TPP和2 L反应器中抗体产量出现差异的可能的关键原因是pH和DO的控制。本文进一步在2 L反应器中对pH和DO的控制进行正交实验,结果表明在相同的pH控制下,DO控制在50%和20%时抗体产量没有显著差异。在相同的DO控制下,pH控制在6.85±0.2条件下的抗体产量高于pH控制在6.85±0.1条件下的抗体产量。当pH和DO分别控制在6.85±0.2和50%时,2L反应器中的抗体产量为3.24g/L,与反应器原控制条件下的抗体产量相比,提高了 16.97%,2 L反应器与TPP中抗体产量的差异从1.14 g/L 下降至 0.67 g/L。通过本文的研究,提升了人们对于TPP和2 L反应器细胞培养体系差异的认识,为实验室小规模过程放大问题的研究提供了思路,为动物细胞培养工艺的产业化应用奠定了基础。