在單克隆抗體、基因治療藥物和疫苗等生物制品的生產過程中,細胞培養(yǎng)工藝的穩(wěn)定性直接決定了產物的關鍵質量屬性(Critical Quality Attributes, CQA)。其中,細胞計數(shù)作為CQA的核心監(jiān)控參數(shù)之一,不僅是工藝優(yōu)化的基礎,更是確保產品一致性、合規(guī)性及安全性的關鍵環(huán)節(jié)。本文將解析細胞計數(shù)的精準化方法和在生物制藥中的應用。
細胞計數(shù)的核心價值關鍵質量屬性(CQA)是生物藥質量標準的基石,需貫穿于從研發(fā)到生產的全生命周期。因細胞計數(shù)對上游工藝開發(fā)、下游純化控制、最終產品的批次一致性及安全性具有決定性影響,被納入CQA體系。
工藝穩(wěn)定性控制:細胞密度動態(tài)變化直接關聯(lián)營養(yǎng)消耗速率、代謝副產物(如乳酸、氨)積累及目標產物表達效率,需通過精準計數(shù)調整補料策略或擴增時機。
雜質與安全性管理:細胞過度增殖可能導致凋亡,釋放宿主細胞蛋白(HCP)等工藝相關雜質,增加下游純化難度;密度不足則可能降低目標產物滴度,影響批次一致性。
合規(guī)性保障:FDA、EMA等監(jiān)管機構要求細胞培養(yǎng)過程數(shù)據(jù)具備可追溯性,且需符合GMP規(guī)范(如21 CFR Part 11),而人工計數(shù)的低精度與主觀性可能成為審計風險點。
細胞計數(shù)作為關鍵質量控制步驟,需嚴格滿足關鍵質量屬性(CQA)要求(如準確性、重復性、數(shù)據(jù)完整性)。不同計數(shù)方法因原理和操作差異,與CQA監(jiān)測的適配性顯著不同。
在生物藥生產過程中,通過高精準全自動細胞計數(shù)儀,能夠實現(xiàn)在線監(jiān)控細胞數(shù)量,降低批次間差異,同時滿足嚴格的監(jiān)管要求。
CytScop®Pro智能細胞計數(shù)儀由浚真生命科學自主研發(fā)的一款全自動高通量細胞計數(shù)儀,其配置雙光+明場光學系統(tǒng),大視野成像,能夠自動對焦,使用預包埋染料(TB、AOPI)的微流控了芯片實現(xiàn)細胞樣本自動染色和混勻,結合高精準的細胞識別AI算法,能夠準確、穩(wěn)定的分析細胞活率和狀態(tài)。
CytScop®Pro智能細胞計數(shù)儀優(yōu)勢實現(xiàn)無人值守,動態(tài)過程監(jiān)測:CytScop®Pro與EAS在線自動采樣系統(tǒng)無縫連接,支持在線取采用,自動樣品稀釋和系統(tǒng)清洗,實現(xiàn)細胞樣本的濃度,活率,直徑等檢測,從而實時反饋細胞密度與活力數(shù)據(jù),用于調整補料、誘導或收獲時機,避免CQA偏離。
AI驅動的圖像分析:基于深度學習的算法,通過海量真實工藝數(shù)據(jù)的訓練與反復驗證,不需要人為設置參數(shù)閾值,可精準識別活細胞、死細胞,及碎片,科學的識別團簇、團聚細胞樣本,更加高效精確。
合規(guī)性設計:數(shù)據(jù)完整性保障:內置電子簽名、審計追蹤功能,符合FDA 21 CFR Part 11要求,確保數(shù)據(jù)不可篡改。
標準化報告模板:自動生成包含細胞濃度、存活率、直徑分布等報告,可直接作為文件存檔或提交監(jiān)管審查。
應用場景
種子細胞擴增階段:監(jiān)測細胞生長曲線,優(yōu)化傳代時間,避免密度不足導致的產物表達延遲。在種子細胞擴增階段,通過高精度細胞計數(shù)確定最佳接種密度,結合生長動力學模型調整培養(yǎng)基成分,確保細胞活率在所需范圍內,避免因代謝壓力導致產物糖基化異質性。
灌注培養(yǎng)過程監(jiān)控:在連續(xù)灌注生物反應器中,實時檢測細胞密度與存活率,動態(tài)調節(jié)灌流速率,防止乳酸/氨累積超標。
工藝驗證:通過多批次數(shù)據(jù)積累,建立CQA控制模型,提升工藝穩(wěn)健性。
隨著質量源于設計(QbD)理念的不斷深入與深度融合AI算法及先進傳感器的過程分析技術(PAT)的實踐應用,推動生物藥生產從“經驗驅動”邁向“數(shù)據(jù)驅動”的智能制造新時代,企業(yè)降低質量風險的同時,還可加速工藝開發(fā)周期,為患者提供更安全、更高效的生物藥產品。