干粉混合機&氣流粉碎機在干法培養基中的應用

細胞培養基概念、分類及發展歷程

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• 細胞培養是指在體外模擬體內無菌、溫度、酸堿度和營養條件，使細胞在體外生長、繁殖并維持主要結構和功能的技術

• 細胞培養基成分一般 70-100 種左右，通常包括適當的細胞能量來源和調節細胞周期的化合物。

• 典型的細胞培養基還需要補充氨基酸，維生素，無機鹽，葡萄糖和血清等。

細胞培養基對細胞成長意義重大，可提供細胞營養成分、提供促生長因子及激素、調節滲透壓、調節 pH 并提供無毒、無污染的細胞生長環境，是細胞培養最關鍵和必不可少的原材料。

細胞培養基按照配制原料來源可分為天然培養基和合成培養基

• 天然培養基包括生物液體樣品（如血漿、血清等）、組織提取物等，僅由天然生成的生物液體組成，適用于多種不同的動物細胞培養，但成分具有不確定及不穩定性，培養可重復性差。

• 合成培養基通過人為添加營養物質（有機物和無機物）、維生素、鹽、血清蛋白、碳水化合物、輔因子等制備而成，根據蛋白/多肽提取物等不確定成分含量可進一步劃分為含血清培養基、低血清培養基、無血清培養基（無血清、無血清無蛋白、化學成分確定），成分確定性遞增。

按照培養基產品形態則可分為液體培養基和干粉培養基。

• 液體培養基具有以下優勢：

1. 即用性：使用前無需自行配置，可直接使用；

2. 污染風險較小：自行配置過程增加了外源性污染的風險；

3. 節省時間及相關設備、人員成本：客戶無需注射用水（WFI）系統、混勻、儲存、驗證等一系列配液所需設備及相關技術人員，且能節省滅菌、配置時間。

• 干粉培養基具有以下優勢：

1. 保存時間較長：液體產品的保質期通常在3個月-1年，而大多數干粉培養基有2年或更長的保質期；
2. 生產及運輸成本較低，性價比高：干粉的生產、包裝成本較低且便于運輸，因此單位價格更低；
3. 方便客戶后續自行調整配方：擁有自主產權培養基配方的客戶會將部分培養基配方交給供應商生產干粉，后續在配制液體時再自行添加額外組分。

細胞培養基壁壘

1. 配方復雜，不同成分含量/粒徑梯度大，經驗科學屬性強

• 培養基成分復雜，一般 70-100 種左右，各成分含量和比例搭配直接影響細胞生長、代謝、表達及產物質量，決定培養基性能。

• 培養基不同成分含量梯度大，從千萬分之一到百分之幾十，不同成分顆粒大小梯度大，從毫米到微米，體積差別也非常大。

2. 大規模生產并保證批間穩定性難度大

決定培養基批間穩定性的關鍵因素：原材料控制、生產工藝、質量體系等

生產工藝：培養基生產流程包括稱量、前混合、研磨、后混合、分裝 等步驟，其中研磨工藝是核心。

培養基顆粒細度由研磨直接決定，顆粒越細同質量條件下比表面積越大，溶解性越好，但太細配液時會結團。

氣流粉碎機在干法培養基中的應用

氣流粉碎機在干法培養基中的應用主要是用于將固體培養基中的成分粉碎成細小的顆粒，以便于溶解和混合。這有助于提高培養基的均勻性和溶解性，從而促進微生物的生長和培養過程。

干法培養基生產工藝難度大

1. 各成分含量差異大，工藝放大過程中需精準控制。

• 需要將配方中近百種成分混合研磨成均勻、一致的組份
• 不同成分含量差別巨大，從微克級到克級，給研磨和混勻帶來較大難度
• 需要對組份添加順序和方法有深刻理解和經驗。

2. 不同組份溶解性不同，批量生產時需要針對性調整。

• 不同組份溶解度不同，有的需要酸性環境，有的需要堿性環境，有的需要有機溶劑，需區別對待不同組份
• 配方本身也會影響生產過程中的酸堿性，因此培養基生產需要穩定維持在合適條件，并在工藝放大過程中保持不變

3. 需充分考慮組份間的化學反應。

• 培養基不同成分化學性質各異，批量生產過程中難免發生化學反應
• 組份研磨和添加次序也很重要
• 生產過程的檢測和控制等直接影響產品的溶解性、批生產量及批間差異。

干粉混合機在干法培養基中的應用

干粉混合機在干法培養基中的應用主要是用于將不同成分的干粉原料混合均勻，以制備干法培養基。

干法培養基是一種無水添加劑的培養基，通常用于微生物培養和生物制劑生產。

干粉混合機可以將各種粉狀原料按照配方要求進行混合，確保培養基中各種成分的均勻分布，從而提高培養基的質量和穩定性。

在干法培養基的制備過程中，干粉混合機的應用可以實現以下功能：

1. 均勻混合：將不同成分的干粉原料進行均勻混合，確保培養基中各種營養成分的均勻分布，提高培養基的均一性和穩定性。
2. 批量生產：干粉混合機可以進行批量生產，提高生產效率，適用于大規模的培養基生產。
3. 自動化控制：部分干粉混合機配備自動化控制系統，可以精確控制混合時間、轉速和溫度，確保混合過程的精準度和穩定性。

干粉混合機的特點

• 適用于含量差異極大的多組分物料混合，微克與克級別量級的混合。
• 適用于顆粒尺度差異較大的多組分物料混合，微米與毫米級別量級的混合。
• 混合均勻度較好，能滿足多個位點的含量檢測，且含量的相對標準偏差保持在5%以下。