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QbD理念驱动生物工艺优化,促进细胞密度在线自动化监测

2025-03-21     来源:本站     点击次数:462

原创 BioAces 浚真生命科学
 
 
在生物制药领域,细胞密度直接影响细胞代谢活性、产物表达效率及批次一致性。随着质量源于设计(QbD)理念的深化,研发及生产流程对持续、自动化、高精度的细胞密度监测需求日益迫切。传统检测方法因数据滞后性与操作偏差,难以支撑QbD要求的动态工艺控制,而细胞密度自动化监测系统:如Cytscop智能细胞计数仪与EAS在线自动采样系统的协同应用,成为突破工艺瓶颈、实现生物制造智能化的关键路径。

QbD框架下细胞密度监测的核心要求
QbD强调通过科学设计将质量内置于生产工艺中,其核心是通过定义质量目标产品概况(QTPP)、识别关键工艺参数(CPPs)与关键质量参数(CQAs)的动态关联,构建可预测的过程模型。
 
 

实时性与连续性
在QbD框架下,细胞密度数据能够实时反映工艺状态。传统离线检测的离散数据点,无法捕捉细胞生长周期的瞬时变化,且人工操作易引入污染风险;自动化连续监测可实现高频率检测,良好的数据时效性以支持生长速率的精准计算和营养补加策略的动态调整。

数据完整性与可追溯性
在QbD框架下,建立从原材料到最终产品的全生命周期数据链。细胞密度监测系统需具备自动化数据记录功能,确保操作记录、操作者、设备状态等元数据与检测结果的关联存储,并符合ALCOA+原则(可归因、清晰、同步、原始、准确+完整、一致、持久、可用)。

分析方法可靠性与标准化
在QbD框架下,分析方法经过严格验证。针对细胞计数,需确保不同操作者、设备及环境下的检测一致性,并解决细胞聚团、碎片干扰等常见问题。AI驱动的智能算法(如CytScop®Pro内置的AI算法)可显著提升复杂样本的分析可靠性。

生物工艺优化:满足QbD监测细胞密度的创新模式
上海浚真生命科学有限公司研发的在线自动采样系统(External Automatic Sampler, EAS),结合CytScop®Pro智能细胞计数仪,开创了细胞培养过程自动化监测细胞密度的创新模式。
 
 

EAS在线自动采样系统的精准赋能
EAS在线自动采样系统,通过连接外部设备(如赛多利斯Amber250生物反应器)与Cytscop®Pro智能细胞计数仪,构建全自动细胞密度监测系统。

高精度自动采样:系统主体由2.5mL高精度注射泵与十通阀组成,实现细胞样本的自动采样、稀释及管路清洗,避免人工操作偏差;

耐腐蚀液路设计:液路采用Peek材质,兼容各类培养基与缓冲液,兼具耐腐蚀性与长期稳定性;

无缝系统集成:与Cytscop®Pro智能计数仪联动,自动传输样本并触发检测,实时获取浓度、活率、直径等多维数据。
 

Cytscop智能细胞计数仪的技术突破 
CytScop®Pro智能细胞计数仪配备明场和荧光大视野显微光学系统,使用自主创新的微流控芯片包埋TB染料和AOPI染料,结合高精准智能细胞识别算法,实现全自动、高通量、准确稳定分析细胞活率和浓度。
 

微流控全自动染色:包埋台盼蓝与AO/PI双荧光染料的微流控芯片,实现样本自动染色、混匀与分布,消除人工操作误差与细胞损伤。

明场+双荧光宽场光学成像:明场与双荧光大视野系统结合,捕获更多细胞样本的同时增强细胞形态与荧光信号对比度,支持高分辨率活率分析;

AI算法的精准识别:基于卷积神经网络(CNN)的算法,自适应识别细胞团簇、凋亡等复杂形态,具备较好的泛化能力,无需人工阈值设定;

合规化数据管理:符合21 CFR Part 11与GMP要求,确保数据可追溯性与完整性。

创新技术驱动生物工艺智能化转型
CytScop®智能细胞计数仪与EAS在线自动采样系统的协同应用,不仅解决了传统监测细胞密度方式的局限性,更重塑了生物工艺开发标准:
 

CytScop®智能细胞计数仪与EAS在线自动采样系统的结合,标志着细胞浓度监测从“经验驱动”迈向“数据驱动”的新阶段。这一创新方案不仅契合QbD对工艺理解与控制的核心理念,更为生物制造行业提供了高效、合规的解决方案。未来,随着自动化技术、微流控芯片与人工智能技术的发展迭代与深度集成,将进一步提升工艺预测性与自主性,推动生物制造迈向全面智能化。
 
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