友康生物
2024-03-14
公司热点身为一位合格的生命科学研究者，我们在日常工作中不可避免要与细胞培养打交道。众所周知，细胞的生命是非常脆弱的，培养细胞需要洁净的容器、营养丰富并且无毒无害的试剂，为细胞营造适宜的生存环境，以便细胞内部的生命活动正常运行。不仅如此，还需要持续监控细胞的生长状况，观察细胞是否按照我们的预期在生长。
细胞培养往往耗时良久，需要实验人员小心翼翼地呵护着这些珍贵的细胞，但即便如此精心照料，也难以保证获得较好的培养结果，细胞时常出乎意料地凋亡或状态欠佳。如今，一种神奇的自动化细胞培养技术已悄然兴起，它能够极大地减少人为因素对细胞培养过程的影响，从而避免许多潜在问题。本期文章我们就来聊聊相比传统手工培养细胞，自动化培养技术有何颠覆性优势。
一、提升效率、鼓励创新 自动化培养技术的一个显著优势在于其能够在一定程度上解放生产力、提升生产效率，把专业人才从繁琐重复的细胞培养工作中解放出来，专注于创新工作。细胞培养作为生命科学研究的重要基石和生物实验操作中的重要环节，无疑需要耗费大量的时间和精力。通过实现细胞培养的自动化，我们显然可以节省这些资源，并将节省的时间和金钱投入到更有价值的研究中，从而发挥出巨大的潜力。 我们以NK细胞的纯因子培养工艺为例，第0天需要进行培养瓶的包被和单个核细胞的接种，随后还需要在第3天和第5天分别补充新鲜培养基，到第7天时检测细胞密度，根据细胞密度的大小判断补入新鲜培养基的比例，此后还分别需要在第9、11、13天补入新鲜培养基。由此可见，细胞培养是一件非常繁琐且重复的工作。 细胞培养的过程是连续不间断的，即便是在非工作日时间遇到了需要进行某步操作的情况，也需要实验员牺牲个人时间来进行实验。而且传统手工培养往往对实验员的要求更高，而让这些技术娴熟的人才从事基础重复枯燥的细胞培养，无疑是大材小用。而自动化培养技术比传统手工培养做法，减少了40多个操作步骤，可以提高实验室运行效率，解放熟练的劳动力来专注于研究和开发，让他们从事更有意义的工作，从而鼓励前沿临床研究的进一步创新。 二、避免细胞污染问题 自动化培养技术的另一个显著优势是它能最大程度上避免各种原因导致的细胞污染问题。细胞培养的目的是对它进行科学研究，这也是我们了解自己、攻克疾病的基础，细胞培养的结果直接关系到后续研究是否能顺利进行。NK细胞是一类非常敏感和脆弱的细胞类型，它需要丰富的营养物质来维持其生长和繁殖，但这些营养物质同时也为细菌、真菌、支原体等微生物提供了理想的生长环境。 这些微生物的生命力旺盛，不仅广泛分布在实验者的体表，还可能隐匿于实验环境的各个角落。一旦这些微生物侵入细胞培养基，它们便能迅速繁殖，不仅消耗了宝贵的营养物质，还可能产生有害物质，从而对我们真正要研究的NK细胞的生命活动构成严重威胁。不仅如此，我们还面临着由于实验员操作的不规范等原因造成的人为污染。面对这样的污染问题，我们不仅仅损失了那些被污染的细胞，更重要的是，浪费了宝贵的时间和精力。 自动化培养技术相比手工培养而言，只要设定符合规范的细胞培养流程，就能够确保整个操作环境的洁净以及样品的纯净，并且做到全程无菌、全程监测，流程更加安全。无论是微生物污染还是细胞系交叉感染问题，都能最大程度地避免。 三、标准化操作流程 自动化培养技术的第三个优势是，它不在高度依赖于实验人员的技术水平，而是标准化操作流程，让细胞培养的结果更具稳定性。 在传统的手工培养中，对实验员的能力水平要求较高，往往需要技术足够熟练、经验足够丰富才能应对细胞在培养过程中可能出现的复杂情况。经验丰富的实验员可能轻而易举就能完成实验，但对于一个新手实验员，同样的实验可能尝试多次也难以成功，甚至可能无法准确识别问题所在。更为严峻的是，当这位经验丰富的技术员离职后，培养一个新的合格技术员可能需要大量的时间和资金投入。 不仅如此，手工培养还存在一些问题，比如实验员因疲乏或粗心造成的错误，以及不同实验员因操作习惯、操作细节、或者其他种种原因造成的实验结果的可重复性很低，这些都会造成细胞培养结果的不稳定性。科研实验出现这种结果的不稳定性可能尚且不会造成太大范围的灾难，对产品稳定性要求极高的医药产业界却无论如何也无法接受。 但上述这些问题都可以被自动化培养技术轻松解决，而且自动化在一个实验室优化好的细胞培养方案可以被轻松复制到其他任何实验室直接运行。对于临床报药客户而言，生产的一致性对于生物制品的商业准备是必要的，必须保证设备、以及工艺的可重复性，还必须保证持续工艺过程处于控制之中，而这些要求都能被自动化培养技术满足。 将自动化技术应用在重复繁琐的细胞培养工作上，不仅可以最大程度上解决细胞污染问题，能让优良的细胞培养工艺被轻松复制，最重要的是它能提高生产效率，让专业的人才干更有意义的创新研发工作，最大程度上发挥人的潜力。然而要真正将自动化培养技术应用在NK细胞的培养上，却有着重重难点，我们到底要克服哪些困难，且看下期。
