CN111592985B - 用于杂交瘤细胞的连续培养装置及培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于杂交瘤细胞的连续培养装置包括中空纤维柱和与之关联的内循环部、供应部和获取部，上述内循环部包括与纤维柱管程进口相连的第一管路，其上设置有循环泵并伸入循环槽内，循环槽内设置有与纤维柱管程出口相连的第二管路；供应部包括供应槽，其内设置有与施压设备相连的施压管，还设置有与纤维柱壳程进口相连的供液管；获取部包括收集槽，其内设置有与纤维柱壳程出口相连的收集管，还设置有与抽取设备相连的抽压管；同时公开了一种基于上述培养装置的细胞培养方法，可以节省大量无菌操作时间，非常适合于要求大量单克隆抗体的细胞培养项目。

Description

用于杂交瘤细胞的连续培养装置及培养方法

技术领域

本发明涉及细胞培养技术领域，尤其是涉及一种用于杂交瘤细胞的连续培养装置及培养方法。

背景技术

在生物医药领域，进行体外诊断等项目时需要制备大量单克隆抗体。单克隆抗体主要由杂交瘤细胞产生，通过体外法或体内法制备。体内法通过采集小鼠腹水进而制备单克隆抗体，优点是操作简单、经济，缺点是腹水中常混有小鼠的各种杂蛋白(包括Ig),对后期实验造成影响；体外法的优点是单克隆抗体的浓缩和纯化比较方便，缺点是为了让细胞高密度地持续生长、分泌较多的抗体需要生物反应器等特殊设备，现有生物反应器每罐只能培养一种细胞，且存在设备采购成本高、操作复杂、工艺研究周期长等不利因素，不适合大量单克隆抗体的制备。

中空纤维柱也常常被用于进行细胞培养和抗体制备。如图1所示，中空纤维柱包括壳体1＇和安装在壳体1＇内的多根中空纤维丝2＇，每根中空纤维丝2＇上均分布有多个20-30kd的小孔。进行细胞培养时，使培养液持续通入中空纤维丝2＇的管体内（管程），并通过小孔向位于中空纤维丝2＇外壳体内（壳程）的待培养细胞提供营养物质，使细胞生长并分泌单克隆抗体（150kd），同时，吸收了细胞代谢废物的营养液从小孔中流回到中空纤维丝2＇的管体内。由于小孔孔径较小，阻止了单克隆抗体向中空纤维丝2＇管体内的流动，因此，单克隆抗体一直在中空纤维丝2＇外部富集和浓缩，最终可以得到高浓度的抗体（1mg/ml以上）。

然而，通过中空纤维柱培养抗体的方法周期较长，收获抗体时操作频次较高，且要求严格的无菌环境，如果偶尔操作不慎产生污染，将导致整个培养实验的失败，上述因素严重制约了中空纤维培养细胞法的普及。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种操作简便、可有效规避细胞污染的用于杂交瘤细胞的连续培养装置，同时提供了一种使用上述连续培养装置的杂交瘤细胞培养方法，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的用于杂交瘤细胞的连续培养装置，包括中空纤维柱，所述中空纤维柱包括设置有壳程进口和壳程出口的壳体，所述壳体内并排设置有多根中空纤维丝，所述中空纤维丝的一端均与管程进口相连通，中空纤维丝的另一端均与管程出口相连通，还包括

内循环部，其包括与所述管程进口相连的第一管路，所述第一管路上设置有循环泵，第一管路伸入循环槽内，且第一管路的进口端靠近所述循环槽底板设置，循环槽内还设置有与所述管程出口相连的第二管路、以及带有第一空气过滤器的第一放空管；

供应部，其包括供应槽，所述供应槽内设置有与施压设备相连的施压管，所述施压管上设置有第二空气过滤器，供应槽内还设置有与所述壳程进口相连的供液管，所述供液管上设置有第一开关阀，供液管的入口端靠近供应槽的底板设置；

获取部，其包括收集槽，所述收集槽内设置有与所述壳程出口相连的收集管，所述收集管上设置有第二开关阀，收集槽内还设置有与抽取设备相连的抽压管、以及带有第三空气过滤器的第二放空管，所述抽压管的进口端靠近收集槽的底板设置。

一种基于上述用于杂交瘤细胞的连续培养装置的细胞培养方法，包括如下步骤：

第一步，高压灭菌后，在超净工作台上向循环槽和供应槽中注入无菌培养基，并通过施压设备将供应槽内的无菌培养基压入到中空纤维柱的壳程中，然后第一、二关闭开关阀，之后，启动循环泵使循环槽内的无菌培养基在中空纤维柱的管程中循环流动，接着，将中空纤维柱以倾斜姿态放至二氧化碳培养箱中并使其持续运行，上述中空纤维柱由管程进口向管程出口方向向上倾斜20-30°；

第二步，复苏杂交瘤细胞并进行放大培养，离心弃掉上清后，再使用新鲜培养基稀释细胞；然后关闭循环泵，打开第一、二开关阀，在超净工作台上将稀释后的细胞加入供应槽中，再通过施压设备将其压入到中空纤维柱的壳程中，之后，向供应槽内加入新鲜培养基备用，同时关闭第一、二开关阀、打开循环泵进行细胞培养；

第三步，细胞培养7-8天时，当看到中空纤维柱管程进口端出现成团细胞时，关闭循环泵，打开第一、二开关阀，通过施压设备将供应槽内的培养基压入到中空纤维柱的壳程内对成团细胞内含有的单克隆抗体上清进行置换，置换出的单克隆抗体上清进入收集槽后，关闭第一、二开关阀，然后通过抽取设备抽取单克隆抗体上清进行后续试验；

第四步，从第一次抽取单克隆抗体上清后，每天进行第三步的抽取操作，直到达到实验需求量的单克隆抗体为止；在此期间，每隔七天对循环槽和供应槽内的培养基进行一次更换。

本发明提供的用于杂交瘤细胞的连续培养装置，结构简单，操作方便，采用闭环式结构，不仅可以提供使细胞长效生长的培养液循环系统，而且可以方便地进行无菌式的细胞加载和抗体收获等操作，有效规避细胞污染的风险；在使用本发明提供的杂交瘤细胞连续培养方法时，日常将中空纤维柱置于二氧化碳培养箱中，每天收获抗体时在普通环境中操作即可，因此，与传统方法相比，节省了大量进行无菌操作的时间；同时，由于本发明的培养装置能够持续运行90天以上，因此，非常适合于要求大量单克隆抗体的细胞培养项目。

附图说明

图1是中空纤维柱的结构示意图。

图2是本发明连续培养装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图2所示，本发明所述的用于杂交瘤细胞的连续培养装置，包括中空纤维柱，其壳体上设置有壳程进口1.1和壳程出口1.2，壳体内并排设置有多根中空纤维丝，中空纤维丝的一端均与管程进口1.3相连通，中空纤维丝的另一端均与管程出口1.4相连通，还包括围绕中空纤维柱设置的内循环部、供应部和获取部。

具体地，内循环包括与管程进口1.3相连的第一管路，其上安装有循环泵2.1，第一管路伸入循环槽2.2内，且第一管路的进口端靠近循环槽2.2底板设置，循环槽2.2内还安装有与管程出口1.4相连的第二管路、以及带有第一空气过滤器2.3的第一放空管；

供应部包括供应槽3.1，其内安装有与施压设备3.2相连的施压管，施压管上安装有第二空气过滤器3.3，供应槽3.1内还安装有与壳程进口1.1相连的供液管，所述供液管上设置有第一开关阀3.4，该供液管的入口端靠近供应槽3.1的底板设置；

获取部包括收集槽4.1，其内设置有与壳程出口1.2相连的收集管，收集管上安装有第二开关阀4.2，收集槽4.1内还安装有与抽取设备4.3相连的抽压管、以及带有第三空气过滤器4.4的第二放空管，上述抽压管的进口端靠近收集槽4.1的底板设置。

在实验室中，上述循环泵2.1可采用蠕动泵，施压设备3.2和抽取设备4.3均可采用注射器。

本发明所述的基于上述用于杂交瘤细胞的连续培养装置的细胞培养方法，包括如下步骤：

第一步，对培养装置进行高压灭菌（121℃、30min）后，在超净工作台上向循环槽2.2和供应槽3.1中注入无菌培养基，并通过施压设备3.2将供应槽3.1内的无菌培养基压入到中空纤维柱的壳程中，然后关闭第一、二开关阀3.4和4.2，之后，启动循环泵2.1使循环槽2.2内的无菌培养基在中空纤维柱的管程中循环流动，接着，将中空纤维柱以倾斜姿态放至二氧化碳培养箱中并使其持续运行，上述中空纤维柱由管程进口向管程出口方向向上倾斜20-30°；

第二步，复苏杂交瘤细胞并进行放大培养，待杂交瘤细胞数量达（1-2）*10⁸个左右时收集细胞，离心弃掉上清后，再使用新鲜培养基稀释细胞（通常稀释至70ml）；然后关闭循环泵2.1，打开第一、二开关阀3.4和4.2，在超净工作台上将稀释后的细胞加入供应槽3.1中，再通过施压设备3.2将其压入到中空纤维柱的壳程中，之后，向供应槽3.1内加入新鲜培养基备用，同时关闭第一、二开关阀3.4和4.2、打开循环泵2.1进行细胞培养；

第三步，细胞培养7-8天时，当看到中空纤维柱管程进口端出现成团细胞时，关闭循环泵2.1，打开第一、二开关阀3.4和4.2，通过施压设备3.2将供应槽3.1内的培养基（大约70ml）压入到中空纤维柱的壳程内对成团细胞内含有的单克隆抗体上清进行置换，置换出的单克隆抗体上清进入收集槽4.1后，关闭第一、二开关阀3.4和4.2，然后通过抽取设备4.3抽取单克隆抗体上清进行后续试验；

第四步，从第一次抽取单克隆抗体上清后，每天进行第三步的抽取操作，直到达到实验需求量的单克隆抗体为止；在此期间，每隔七天对循环槽2.2和供应槽3.1内的培养基进行一次更换，防止细胞生长时培养基营养耗尽。

Claims (1)

1.一种基于用于杂交瘤细胞的连续培养装置来生产单克隆抗体的方法，其特征在于：

所述用于杂交瘤细胞的连续培养装置，包括中空纤维柱，所述中空纤维柱包括设置有壳程进口和壳程出口的壳体，所述壳体内并排设置有多根中空纤维丝，所述中空纤维丝的一端均与管程进口相连通，中空纤维丝的另一端均与管程出口相连通，所述中空纤维柱由管程进口向管程出口方向向上倾斜20-30°，还包括

内循环部，其包括与所述管程进口相连的第一管路，所述第一管路上设置有循环泵，第一管路伸入循环槽内，且第一管路的进口端靠近所述循环槽底板设置，循环槽内还设置有与所述管程出口相连的第二管路、以及带有第一空气过滤器的第一放空管；

供应部，其包括供应槽，所述供应槽内设置有与施压设备相连的施压管，所述施压管上设置有第二空气过滤器，供应槽内还设置有与所述壳程进口相连的供液管，所述供液管上设置有第一开关阀，供液管的入口端靠近供应槽的底板设置；

获取部，其包括收集槽，所述收集槽内设置有与所述壳程出口相连的收集管，所述收集管上设置有第二开关阀，收集槽内还设置有与抽取设备相连的抽压管、以及带有第三空气过滤器的第二放空管，所述抽压管的进口端靠近收集槽的底板设置；

所述生产单克隆抗体的方法包括如下步骤：

第一步，高压灭菌后，在超净工作台上向循环槽和供应槽中注入无菌培养基，并通过施压设备将供应槽内的无菌培养基压入到中空纤维柱的壳程中，然后关闭第一、二开关阀，之后，启动循环泵使循环槽内的无菌培养基在中空纤维柱的管程中循环流动，接着，将中空纤维柱以倾斜姿态放至二氧化碳培养箱中并使其持续运行，上述中空纤维柱由管程进口向管程出口方向向上倾斜20-30°；

第二步，复苏杂交瘤细胞并进行放大培养，离心弃掉上清后，再使用新鲜培养基稀释细胞；然后关闭循环泵，打开第一、二开关阀，在超净工作台上将稀释后的细胞加入供应槽中，再通过施压设备将其压入到中空纤维柱的壳程中，之后，向供应槽内加入新鲜培养基备用，同时关闭第一、二开关阀、打开循环泵进行细胞培养；

第三步，细胞培养7-8天时，当看到中空纤维柱管程进口端出现成团细胞时，关闭循环泵，打开第一、二开关阀，通过施压设备将供应槽内的培养基压入到中空纤维柱的壳程内对成团细胞内含有的单克隆抗体上清进行置换，置换出的单克隆抗体上清进入收集槽后，关闭第一、二开关阀，然后通过抽取设备抽取单克隆抗体上清进行后续试验；

第四步，从第一次抽取单克隆抗体上清后，每天进行第三步的抽取操作，直到达到实验需求量的单克隆抗体为止；在此期间，每隔七天对循环槽和供应槽内的培养基进行一次更换。