工程细胞株开发(Cell Line Development: CLD)的主要目的是通过高通量筛选手段获得数个高产稳定表达的细胞株,为后续的工艺开发及优化提供基础。能否构建适合于生产的高表达稳定细胞株,将直接影响后期重组蛋白或单克隆蛋白等药物的开发效率和生产成本。
细胞培养是细胞株开发的基础,无论是细胞转染、高通量克隆筛选、培养基优化、还是抗体表达,都需要在细胞培养的基础上完成细胞生长状态的检测,其中包括活细胞密度(VCD)和活率(Viability)检测。通过检测结果将细胞密度和活率达不到要求的细胞排除掉。最 终,从数以千计的克隆细胞中筛选到稳定高产的单克隆细胞株。
由于要筛选的克隆细胞量很大,对所培养的细胞生长状态的检测,通常需要使用高通量分析设备,有时甚至结合移液工作站来完成自动化检测。譬如,使用96孔板检测细胞密度和活率,同时根据需要可整合自动化移液工作站,从而大大提高筛选分析通量,并实现测试的标准化,减少人为操作误差,最 终使我们能在有限的平台基础上实现高产细胞株的筛选。
贝克曼库尔特生命科学的Vi-CELL BLU全自动细胞计数和活率分析仪就是这样一款满足高通量上样、全自动检测,并可与自动化移液工作站整合的分析仪器。它具有以下一些优点满足细胞株开发过程中对克隆细胞的VCD和Viability准确和快速地检测。
96孔板上样检测
Vi-CELL BLU全自动细胞计数仪除了可以使用24位转盘做不间断检测外,同时可以采用96孔板进行高通量样品分析测试(如下图所示),使用配套的封板膜可以减少检测过程中样品的挥发,防止待测样品受到外部环境的污染,对于有生物安全的细胞样品,也可降低对操作人员的危害风险。
Vi-CELL BLU 96孔板检测照片
和移液工作站整合
为了解决那些重复操作、通量高、易污染、需要大量人力操作的实验步骤,如梯度稀释、细胞培养、细胞换液、高通量筛选、克隆挑选等步骤,从而使得上游更通畅,并保证数据的完整性,可以使用贝克曼库尔特Biomek系列自动化移液工作站来完成这些工作。
那细胞计数和活率分析操作是否也可以整合进来,让自动化工作站控制完成相关检测呢?答案是可以的。Vi-CELL BLU细胞计数仪可通过OPC UA Server和自动化移液工作站实现有效地整合,进一步实现细胞计数和活率分析检测的自动化目的,避免无谓的重复实验操作。
Biomek自动化移液工作站整合Vi-CELL BLU细胞计数仪的彩页
全自动和标准化分析
使用96孔板的高通量细胞计数和活率分析时,可以在Cell Type检测参数表中设置染色前的吹打混悬次数(Aspiration cycles)和染色混合次数(Mixing cycles),以此让仪器自动对沉降的细胞吹打均匀。然后,在保证细胞样品均一性的前提下,吸取等体积台盼蓝吹打完成细胞的均匀染色。最 后,再通过Cell Type中的细胞识别参数,对拍摄得到的细胞进行有效地识别分析。检测结束后仪器自动对管路清洗,接着仪器自动对下一个样品进行标准化分析。
Cell Type参数表
单个样品的百图分析
每个细胞样品按默认Cell Type方法检测可以得到100张细胞照片,相比于其他细胞计数仪的拍摄1张、3张或6张照片,同一样品拍摄100张照片得到的细胞数更多,因而该细胞计数方法的系统偏差更小,测试结果的代表性更好。
CHO细胞第59张照片(共100张)
同一焦平面下的细胞直径检测
细胞培养过程中平均直径的监测通常会被忽略,同时这也是一个不太容易被细胞计数仪检测准确的参数,但这个直径参数有时影响会很大。
在细胞转染病毒或质粒后,一般细胞平均直径会发生变化。有客户发现在Fed-Batch培养过程中细胞平均直径有时会过大,从而可能因为不耐受培养过程中的剪切力,最 终导致Peak-VCD相对其他细胞更低。
Vi-CELL BLU全自动细胞计数仪通过使用聚焦质控品完成自动对焦(如下图所示),之后细胞样品检测都在同一焦平面下完成。然后通过检测L10粒径质控标样的平均粒径结果是否在标称值±10%范围内,以此判断自动对焦好坏。同时,可把L10粒径质控品作为质量控制标样,定期监测仪器对焦状态是否正常,以此保证所有的细胞样品都是在同一焦平面下检测,提高细胞平均直径检测的准确性。
聚焦质控品和仪器自动对焦示意图
同一个CHO细胞三次测试结果(考察细胞密度、活率和直径的重复性)
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*本产品仅供工业和科研使用,不用于临床诊断