细胞培养基的配制和灭菌
中国微生物查询网 / 2016-09-13 08:28:40



细胞培养基的种类不同,其使用上可能会有一定的差异,因此正确的配制细胞培养基是使其被充分利用的前提。

一,培养基配制准备工作

物品准备、器皿清洁(物理、化学及生物清洁)符合GMP要求,最终目的是保证细胞培养基的纯度:避免混入抑制物、有毒物质及减少微生物污染的机会。

配制前需要确保设备及仪器正常运转,通常所用的设备或仪器主要包括:

1)  超净工作间或超净工作台:可根据自身条件或建立设施完备的万级、千级、百级等超净工作环境。
2)  烤箱:烘烤玻璃器皿、去除热原。
3)  高压蒸汽灭菌锅
4)  恒温培养箱:用于检测过滤后的细胞培养基中是否还含有细菌的检测。
5)  过滤器:不锈钢滤器或一次性膜过滤器。
6)  仪器:天平,pH 计,渗透压仪,正压、负压蠕动泵或吸引器,纯水设备。

由于使用或配制量不同,在设备或仪器的规格上可能会有出入,但需确保所有的设备和仪器需按GMP等相关规定进行验证,其中,配液用水管路出水口所出水每天需进行检测;不锈钢过滤器每次使用前和使用后需进行无菌验证,验证合格方可使用。

二,干粉细胞培养基的配制方式及注意事项

在细胞培养基配制过程中,不同的培养基其溶解性可能有一定的差别,培养基配制过程中血清、碳酸氢钠及抗生素等的添加时间和用量、pH和渗透压的测定及酸碱度是否需要调节等,都可能影响最终细胞培养基性能的发挥。

(1)配制常规过滤除菌粉末细胞培养基

1)  配制用水:通常选择最新制备的超纯水器过滤出的去热原(细菌内毒素<0.25EU/m)培养基用水(TOC< 10μg/L或者是10mg/L,电阻率:18.2MΩ(25℃))。最好现用现制备,隔夜储存用水(非无菌)的细菌内毒素及电导率等升高,影响细胞的增殖和产品的质量;
2)  培养基粉剂的称量:小量采用天平称量,要求准确;大量采用市售大包装,配制时可以根据说明;
3)  粉剂溶解:溶解充分,观察有无颗粒,颜色改变情况等;
4)  过滤前约半个小时(根据配制量可调)按使用说明添加NaHCO3,充分溶解;
5)  测定pH,根据需要用1mol / L 氢氧化钠溶液或 1mol /L盐酸溶液来调节pH。过滤后的pH将会有所增长;
6)  定容,检测渗透压;
7)  尽快过滤、分装,封好瓶口,避免漏气,2~8℃保存;
8)  采用一次性滤器时滤后检查滤膜,有无漏、裂、是否很脏或是有未溶解物;采用不锈钢滤器(内置可反复用的除菌滤芯)需进行滤器的完成性检测;
9)  过滤前、中、后三段采样进行无菌检测,同时,留取样品置于37℃培养,至该批培养基用完;
10)  完整记录整个过程每一个步骤,便于追溯。

新购细胞培养基或是新批次的细胞培养基,需小剂量配制,进行细胞适应试验,结果验证可用后,方可进行大规模配制。

(2)配制可高压灭菌粉末细胞培养基

1)  其配制用水及配制粉剂的称取、及配制程序基本同过滤型培养基配制方法。溶解后高压,通常在121℃、15psi下灭菌15分钟。
2)  待细胞培养液冷却至室温,按一定比例加入无菌的谷氨酰胺溶液、无菌7.5%(w/v)碳酸氢钠溶液,加注射用水(水温20℃~30℃)至规定体积,混匀。
3)  如果必要,用1mol / L 氢氧化钠溶液或 1mol /L盐酸溶液调pH至所需值。
4)  溶液应在2℃-8℃下避光保存。

目前国内工业化用细胞培养基主要为干粉型。考虑水质量对细胞培养液的影响以及使用方便,国外实验室和部分工业生物制药企业开始使用一次性袋子包装的液体细胞培养液。鉴于目前运输成本,我们国内生物制药企业基本都采用干粉型细胞培养基,配制培养基要注意以下几个共同问题:

1)  培养基配制用水的品质控制非常重要。
2)  在配制或使用过程中应注意配置说明,不可随意浓缩,因为不同成份的溶解性不同,如叶酸在浓缩的储存液中会产生沉淀。
3)  产品说明书中都注明干粉细胞培养基中不包含的成份,常见的有NaHCO3、谷氨酰胺、丙酮酸钠、HEPES、酚红等。这些成份中有些是必须加,如NaHCO3、谷氨酰胺,有些则要根据实验需要来决定。
4)  配制时要保证充分溶解,NaHCO3、谷氨酰胺等物质都要在培养基完全溶解之后才能添加。
5)  所用器皿应十分洁净。
6)  配制好的细胞培养基应马上过滤,无菌保存于2℃-8℃。

三,不同细胞培养基的除菌方式及注意事项

细胞培养基灭菌的方式分为高压灭菌和膜过滤除菌,不同的培养基由于其营养成份不同,灭菌方式也可能不同。

绝大多数细胞培养基不适宜高压灭菌。因为高压灭菌易破坏细胞培养基中的一些成份,如某些维生素等,因此,在通常的高压灭菌型细胞培养基中,配方中的维生素种类与过滤型培养基相比较少,对于细胞生长不可或缺的谷氨酰胺等,需待高压后补充到培养基中。在高压过程中,灭菌用器皿的选择应注意避免蒸发或是污染。在大规模工业化生产中,可以采用短时超高温处理的方法进行流水线式的灭菌,能够提高自动化生产效率,降低成本。

膜过滤除菌是当前较为常用及便捷的一种方法,常采用0.2μm孔径的滤膜,部份采用0.1μm孔径,与高压过滤方式相比,虽然滤膜具有使用期限且价格较高,但对细胞培养基的营养成份破坏性较小。

四,不同细胞培养基存储过程中的注意事项

通常液体细胞培养基避免- 20 ℃冻存,因为解冻时可能会有营养成份析出,影响培养效果;正常情况下于2℃~8℃避光保存,使用前从冰箱取出,放入室温进行平衡。通常的液体培养基有效期是6个月到12个月。液体细胞培养基尽量避免长期贮存,其中的谷氨酰胺会随着储存时间的延长而慢慢分解,如果细胞生长不良,可考虑检测培养基中的谷氨酰胺含量确定是否再补加谷氨酰胺。市售商业化液体细胞培养基有具体的有效期,对于使用干粉细胞培养基自行配制成液体以后,也应低温(2℃~8℃)贮存,除培养基中如谷氨酰胺易降解之外,培养基中的其他成份随着温度的升高也可能会发生降解或是析出。

在国内传统的生物制品生产过程中,配制的细胞培养基过滤后用转瓶进行分装,为防止液体过滤及分装时可能存在的污染性问题,常采用配制后于37℃搁置一段时间(7~14天),无菌方敢使用,但是对比试验显示,低温贮存的细胞培养基培养细胞的效果好于37℃存贮,通常对于过滤设备的验证合格后,过滤过程中间隔取样进行无菌验证即可;并且大批量长时间的高温贮存除可能对营养成份造成降解外,场地及高温的保持也造成了生产成本的提高。目前,对于一些较大规模的生物制品厂家,已经实现管道化配制、使用,污染的安全性明显降低。

工业化生产中通常采购干粉细胞培养基,与液体培养基相比,存储方便且价格便宜,干粉细胞培养也应长期贮存在2~8℃,尤其是对于一些营养丰富的低血清和无血清细胞培养基,成份复杂且含量较高,有些成分的溶解性较低,生产过程中采用特殊的加工工艺提高其溶解性的同时,如果长期的高温或极端低温条件,也有可能改变其理化性质,在购买或是使用过程中,须严格按照产品说明书进行存储。

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