近幾十年來，重組治療蛋白的年度全球市場(chǎng)已大幅增長(zhǎng)。特別是單克隆抗體（mAbs），它為癌癥、炎癥疾病、傳染病和自身免疫性疾病提供了新的治療途徑，在監(jiān)管審批和全球銷售方面都取得了顯著的成功。中華倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞更是被廣泛用于生產(chǎn)重組抗體，因?yàn)樗鼈兩L(zhǎng)旺盛，并且有可能產(chǎn)生具有類似于人類的糖基化模式的非免疫原性抗體。糖基化作用在治療性IgG的生物學(xué)特性中起著關(guān)鍵作用，例如，效應(yīng)物功能、免疫原性、穩(wěn)定性和清除率。因此，糖基化的控制對(duì)于滿足監(jiān)管要求和質(zhì)量合規(guī)至關(guān)重要。每個(gè)糖基化位點(diǎn)上的聚糖結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性可以根據(jù)其生物合成階段而變化，從較不成熟的形式（例如，非糖基化和高甘露糖形式）到更成熟的類型（例如，半乳糖基化或唾液酸化形式）。

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而糖酵解和谷氨酰胺代謝是CHO細(xì)胞的關(guān)鍵代謝途徑。通過糖酵解，CHO細(xì)胞消耗葡萄糖作為能量生產(chǎn)的主要碳源，并產(chǎn)生乳酸作為最常見的代謝副產(chǎn)物。谷氨酰胺裂解是CHO細(xì)胞吸收有機(jī)氮進(jìn)行生物質(zhì)合成的主要途徑，同時(shí)釋放銨離子作為主要副產(chǎn)物。補(bǔ)料分批培養(yǎng)（fed-batch）在工業(yè)上廣泛用于生產(chǎn)重組抗體。在fed-batch中，定期相應(yīng)的補(bǔ)料培養(yǎng)基/葡萄糖可提供足夠的營養(yǎng)，來支持細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝，使高密度細(xì)胞存活并表達(dá)產(chǎn)物，延長(zhǎng)存活能力和誘導(dǎo)高產(chǎn)。然而，細(xì)胞副產(chǎn)物的積累可能會(huì)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，減少抗體產(chǎn)生，并給抗體糖基化帶來不利影響。

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氨基酸濃度也是重要的影響因素之一，如培養(yǎng)物中與細(xì)胞生長(zhǎng)和IgG生產(chǎn)力有關(guān)的Leu和Arg水平需要得到很好的控制。具有最高消耗率的氨基酸與產(chǎn)生的IgG中存在的的氨基酸相關(guān)，因此在培養(yǎng)過程中需要確保足夠的可用性。個(gè)案分析對(duì)于理解培養(yǎng)基和工藝優(yōu)化對(duì)糖基化的影響是必要的。了解細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞代謝、IgG合成和糖基化之間的相互作用，以及這些因素在代謝水平上如何在不同細(xì)胞系和培養(yǎng)基組成之間變化，將有利于生物過程優(yōu)化和培養(yǎng)基開發(fā)。

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美國908devices公司針對(duì)培養(yǎng)基開發(fā)對(duì)于早期工藝開發(fā)的重要性推出了兩款產(chǎn)品，一款是針對(duì)常規(guī)的兩種重要參數(shù)葡萄糖和乳酸的在線生化分析儀Maven，采用透析膜和生物（酶）傳感器的技術(shù)原理，其中選擇性透析膜在確保罐內(nèi)無菌環(huán)境與非嚴(yán)格無菌的運(yùn)輸緩沖液體系不交叉的情況下實(shí)現(xiàn)只透過葡萄糖和乳酸小分子，通過緩沖液的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)測(cè)量單元，達(dá)到不采樣分析的效果。另一個(gè)技術(shù)核心，測(cè)量單元，使用的生物（酶）傳感器對(duì)分析物具有高度特異性，低濃度下依舊可以保持有效的測(cè)量精度。對(duì)于小體積的發(fā)酵/培養(yǎng)，這種不損失樣品的采樣方式在實(shí)現(xiàn)高頻次采樣的同時(shí)還降低了污染風(fēng)險(xiǎn)。最高2分鐘一次的測(cè)量頻率，可以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)葡萄糖乳酸的效果，尤其適用于在早期工藝摸索，研究葡萄糖的代謝情況，從而制定fedbatch的補(bǔ)料策略或者實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)料。

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另一款產(chǎn)品REBEL，作為專用的培養(yǎng)基成分分析儀，采用微流控芯片技術(shù)（CE-MS 毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用原理），幫助研發(fā)人員擺脫傳統(tǒng)的分析表征流程（步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)），對(duì)于REBEL，樣品僅需微升級(jí)別的消耗量即可完成多次分析（<30ul），單次分析不到10分鐘就能完成>30種成分（圖2）的濃度分析，操作和樣品制備流程極為簡(jiǎn)易，相比傳統(tǒng)流程兼顧效率和成本。

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綜合了解細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝、IgG滴度和糖基化與fedbatch時(shí)葡萄糖和氨基酸消耗動(dòng)態(tài)，對(duì)于理解抗體生產(chǎn)、優(yōu)化工藝、提高抗體產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。

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