原創(chuàng) BioAces 浚真生命科學(xué)
在生物制藥領(lǐng)域,細(xì)胞密度直接影響細(xì)胞代謝活性、產(chǎn)物表達(dá)效率及批次一致性。隨著質(zhì)量源于設(shè)計(jì)(QbD)理念的深化,研發(fā)及生產(chǎn)流程對(duì)持續(xù)、自動(dòng)化、高精度的細(xì)胞密度監(jiān)測(cè)需求日益迫切。傳統(tǒng)檢測(cè)方法因數(shù)據(jù)滯后性與操作偏差,難以支撐QbD要求的動(dòng)態(tài)工藝控制,而
細(xì)胞密度自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng):如Cytscop智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀與EAS在線自動(dòng)采樣系統(tǒng)的協(xié)同應(yīng)用,成為突破工藝瓶頸、實(shí)現(xiàn)生物制造智能化的關(guān)鍵路徑。
QbD框架下細(xì)胞密度監(jiān)測(cè)的核心要求
QbD強(qiáng)調(diào)通過科學(xué)設(shè)計(jì)將質(zhì)量?jī)?nèi)置于生產(chǎn)工藝中,其核心是通過定義質(zhì)量目標(biāo)產(chǎn)品概況(QTPP)、識(shí)別關(guān)鍵工藝參數(shù)(CPPs)與關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)(CQAs)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián),構(gòu)建可預(yù)測(cè)的過程模型。
實(shí)時(shí)性與連續(xù)性
在QbD框架下,
細(xì)胞密度數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)反映工藝狀態(tài)。傳統(tǒng)離線檢測(cè)的離散數(shù)據(jù)點(diǎn),無法捕捉細(xì)胞生長(zhǎng)周期的瞬時(shí)變化,且人工操作易引入污染風(fēng)險(xiǎn);
自動(dòng)化連續(xù)監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)高頻率檢測(cè),良好的數(shù)據(jù)時(shí)效性以支持生長(zhǎng)速率的精準(zhǔn)計(jì)算和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)加策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整。
數(shù)據(jù)完整性與可追溯性
在QbD框架下,建立從原材料到最終產(chǎn)品的全生命周期數(shù)據(jù)鏈。細(xì)胞密度監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)需具備自動(dòng)化數(shù)據(jù)記錄功能,確保操作記錄、操作者、設(shè)備狀態(tài)等元數(shù)據(jù)與檢測(cè)結(jié)果的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ),并符合ALCOA+原則(可歸因、清晰、同步、原始、準(zhǔn)確+完整、一致、持久、可用)。
分析方法可靠性與標(biāo)準(zhǔn)化
在QbD框架下,分析方法經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證。針對(duì)細(xì)胞計(jì)數(shù),
需確保不同操作者、設(shè)備及環(huán)境下的檢測(cè)一致性,并解決細(xì)胞聚團(tuán)、碎片干擾等常見問題。AI驅(qū)動(dòng)的智能算法(如CytScop®Pro內(nèi)置的AI算法)可顯著提升復(fù)雜樣本的分析可靠性。
生物工藝優(yōu)化:滿足QbD監(jiān)測(cè)細(xì)胞密度的創(chuàng)新模式
上?U嫔茖W(xué)有限公司研發(fā)的在線自動(dòng)采樣系統(tǒng)(External Automatic Sampler, EAS),結(jié)合CytScop®Pro智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀,開創(chuàng)了細(xì)胞培養(yǎng)過程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)細(xì)胞密度的創(chuàng)新模式。
EAS在線自動(dòng)采樣系統(tǒng)的精準(zhǔn)賦能
EAS在線自動(dòng)采樣系統(tǒng),通過連接外部設(shè)備(如賽多利斯Amber250生物反應(yīng)器)與Cytscop®Pro智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀,構(gòu)建全自動(dòng)細(xì)胞密度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
高精度自動(dòng)采樣:系統(tǒng)主體由2.5mL高精度注射泵與十通閥組成,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞樣本的自動(dòng)采樣、稀釋及管路清洗,避免人工操作偏差;
耐腐蝕液路設(shè)計(jì):液路采用Peek材質(zhì),兼容各類培養(yǎng)基與緩沖液,兼具耐腐蝕性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性;
無縫系統(tǒng)集成:與Cytscop®Pro智能計(jì)數(shù)儀聯(lián)動(dòng),自動(dòng)傳輸樣本并觸發(fā)檢測(cè),實(shí)時(shí)獲取濃度、活率、直徑等多維數(shù)據(jù)。
Cytscop智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀的技術(shù)突破
CytScop®Pro智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀配備明場(chǎng)和熒光大視野顯微光學(xué)系統(tǒng),使用自主創(chuàng)新的微流控芯片包埋TB染料和AOPI染料,結(jié)合高精準(zhǔn)智能細(xì)胞識(shí)別算法,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、高通量、準(zhǔn)確穩(wěn)定分析細(xì)胞活率和濃度。
微流控全自動(dòng)染色:包埋臺(tái)盼藍(lán)與AO/PI雙熒光染料的微流控芯片,實(shí)現(xiàn)樣本自動(dòng)染色、混勻與分布,消除人工操作誤差與細(xì)胞損傷。
明場(chǎng)+雙熒光寬場(chǎng)光學(xué)成像:明場(chǎng)與雙熒光大視野系統(tǒng)結(jié)合,捕獲更多細(xì)胞樣本的同時(shí)增強(qiáng)細(xì)胞形態(tài)與熒光信號(hào)對(duì)比度,支持高分辨率活率分析;
AI算法的精準(zhǔn)識(shí)別:基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的算法,自適應(yīng)識(shí)別細(xì)胞團(tuán)簇、凋亡等復(fù)雜形態(tài),具備較好的泛化能力,無需人工閾值設(shè)定;
合規(guī)化數(shù)據(jù)管理:符合21 CFR Part 11與GMP要求,確保數(shù)據(jù)可追溯性與完整性。
創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動(dòng)生物工藝智能化轉(zhuǎn)型
CytScop®智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀與EAS在線自動(dòng)采樣系統(tǒng)的協(xié)同應(yīng)用,不僅解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)細(xì)胞密度方式的局限性,更重塑了生物工藝開發(fā)標(biāo)準(zhǔn):
CytScop®智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀與EAS在線自動(dòng)采樣系統(tǒng)的結(jié)合,標(biāo)志著細(xì)胞濃度監(jiān)測(cè)
從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”邁向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的新階段。這一創(chuàng)新方案不僅契合QbD對(duì)工藝?yán)斫馀c控制的核心理念,更為生物制造行業(yè)提供了高效、合規(guī)的解決方案。未來,隨著自動(dòng)化技術(shù)、微流控芯片與人工智能技術(shù)的發(fā)展迭代與深度集成,將進(jìn)一步提升工藝預(yù)測(cè)性與自主性,推動(dòng)生物制造邁向全面智能化。