在生物制藥、細(xì)胞治療及微生物研究的細(xì)胞培養(yǎng)場(chǎng)景中,溶解氧濃度是影響細(xì)胞活性、代謝產(chǎn)物合成的關(guān)鍵環(huán)境因子。
PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀憑借超高檢測(cè)靈敏度(較低檢出限可達(dá)1-10 PPb),可精準(zhǔn)捕捉低氧環(huán)境下的溶解氧細(xì)微變化,為干細(xì)胞、CHO細(xì)胞、微生物細(xì)胞等培養(yǎng)過(guò)程提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐,保障培養(yǎng)體系穩(wěn)定與實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠。
一、精準(zhǔn)調(diào)控低氧培養(yǎng)環(huán)境,保障細(xì)胞活性與功能
部分細(xì)胞(如間充質(zhì)干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞)需在低氧環(huán)境(溶解氧濃度50-500 PPb)中培養(yǎng)以維持干性或模擬體內(nèi)微環(huán)境。常規(guī)溶解氧分析儀(檢出限≥100 PPb)無(wú)法精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)該區(qū)間濃度,易導(dǎo)致供氧不足或過(guò)量——供氧不足會(huì)引發(fā)細(xì)胞凋亡,過(guò)量則可能抑制細(xì)胞特定功能(如干細(xì)胞分化能力)。PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀可實(shí)時(shí)追蹤溶解氧濃度波動(dòng),當(dāng)濃度低于設(shè)定閾值(如50 PPb)時(shí),聯(lián)動(dòng)供氧系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)充低流量氧氣;若濃度超上限(如500 PPb),則觸發(fā)排氣閥調(diào)節(jié),確保溶解氧穩(wěn)定在目標(biāo)區(qū)間。例如培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞用于藥物敏感性測(cè)試時(shí),精準(zhǔn)的低氧控制可使細(xì)胞形態(tài)與代謝狀態(tài)更貼近體內(nèi)環(huán)境,提升藥物篩選結(jié)果的準(zhǔn)確性。
二、優(yōu)化代謝產(chǎn)物合成,提升生物制藥效率
在重組蛋白、抗體藥物生產(chǎn)中(如CHO細(xì)胞培養(yǎng)),溶解氧濃度直接影響細(xì)胞代謝路徑與產(chǎn)物表達(dá)量。當(dāng)溶解氧濃度在100-300 PPb區(qū)間時(shí),細(xì)胞更傾向于合成目標(biāo)蛋白;濃度過(guò)高(>500 PPb)易導(dǎo)致活性氧積累,損傷細(xì)胞;過(guò)低(<50 PPb)則會(huì)抑制三羧酸循環(huán),降低產(chǎn)物合成效率。PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀可實(shí)時(shí)記錄溶解氧變化與產(chǎn)物濃度的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),幫助研發(fā)人員優(yōu)化培養(yǎng)工藝——如在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期將溶解氧控制在200-300 PPb,誘導(dǎo)期調(diào)整至100-150 PPb,使蛋白表達(dá)量提升15%-20%。某生物制藥企業(yè)應(yīng)用后,CHO細(xì)胞培養(yǎng)的抗體產(chǎn)量穩(wěn)定性顯著提升,批次間差異縮小至8%以內(nèi)。

三、實(shí)時(shí)預(yù)警異常波動(dòng),避免培養(yǎng)失敗
細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,若出現(xiàn)培養(yǎng)基污染、攪拌速率異?;蚬┭跸到y(tǒng)故障,會(huì)導(dǎo)致溶解氧濃度驟變(如10分鐘內(nèi)下降>100 PPb或上升>200 PPb)。PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀可快速捕捉該類異常,通過(guò)聲光報(bào)警與中控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),提醒操作人員及時(shí)排查問(wèn)題。例如微生物污染時(shí),細(xì)菌大量繁殖會(huì)快速消耗氧氣,導(dǎo)致溶解氧濃度在短時(shí)間內(nèi)從300 PPb降至50 PPb以下,分析儀觸發(fā)報(bào)警后,工作人員可立即終止培養(yǎng),避免大量培養(yǎng)基與細(xì)胞浪費(fèi)。此外,該分析儀還能記錄全周期溶解氧數(shù)據(jù),為培養(yǎng)失敗后的原因追溯提供依據(jù)(如判斷是供氧不足還是細(xì)胞代謝異常導(dǎo)致的產(chǎn)物減產(chǎn))。
四、適配多樣培養(yǎng)體系,確保數(shù)據(jù)可靠性
PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀支持與搖瓶、生物反應(yīng)器、微流控芯片等多種培養(yǎng)設(shè)備適配,且傳感器采用惰性材質(zhì)(如聚四氟乙烯涂層),不會(huì)與培養(yǎng)基成分(如血清、生長(zhǎng)因子)發(fā)生反應(yīng),避免污染培養(yǎng)體系。同時(shí),其具備自動(dòng)校準(zhǔn)功能(可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn),校準(zhǔn)誤差≤±5%),確保長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如在微流控芯片中培養(yǎng)單細(xì)胞時(shí),微型傳感器可嵌入芯片通道,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)局部溶解氧濃度,為單細(xì)胞代謝研究提供微觀層面的氧環(huán)境數(shù)據(jù),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)宏觀監(jiān)測(cè)的空白。
PPb級(jí)別微量溶解氧分析儀以其超高靈敏度與精準(zhǔn)控制能力,成為細(xì)胞培養(yǎng)從“經(jīng)驗(yàn)化操作”向“精準(zhǔn)化調(diào)控”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵工具,為生物醫(yī)學(xué)研究與生物制藥生產(chǎn)提供了穩(wěn)定、可靠的技術(shù)保障,有效提升了細(xì)胞培養(yǎng)的成功率與產(chǎn)物質(zhì)量。