友康生物
2024-07-19
公司热点前几期文章中我们谈到，NK细胞的自动化培养需要克服3个难点——①NK细胞培养扩增工艺不固定；②缺乏程序化培养的优质培养基；③现有耗材不满足非接触式检测细胞密度。
友康生物通过不断地摸索，升级现有的NK高性能培养套装，改良纯因子培养工艺，程序化培养流程，已经解决了NK细胞培养扩增工艺不固定和缺乏程序化培养的优质培养基这两大困难。
自动化细胞培养设备需要根据实际的细胞状况及时调整培养方案，这一目的要怎么实现呢？而现有细胞培养袋不满足实时监控细胞密度对耗材的要求，友康又是如何克服这个困难，实现细胞密度的非接触式检测呢？本期文章为大家揭晓。
一、实施自动化需要实时监控细胞密度
细胞培养过程中，影响细胞状态的重要因素之一就是细胞密度，细胞密度会影响细胞的生长速率、细胞分化和细胞代谢。
细胞密度过低可能导致细胞无法形成足够的联系和相互作用，从而影响细胞生长。而过高的细胞密度可能导致细胞间竞争营养和空间，导致细胞死亡。因此，细胞密度应该适当控制，以保证细胞的生长速率和细胞数量的平衡。
控制NK细胞密度，需做到以下三点：
①调整细胞接种密度
在友康的纯因子培养工艺中，外周血单个核细胞推荐接种密度为 2E6/mL，新鲜脐带血单个核细胞推荐接种密度为 3E6/mL，冻存脐带血单个核细胞推荐接种密度为 3.5E6/mL，接种密度过低或过高对最终收获的细胞数和 NK 纯度都会有影响。
②选择合适的细胞培养容器
大多数NK样本的起始细胞密度和细胞数量往往不高，前期往往生长较慢，一般情况下，塑料器皿更适合生长速度比较慢的细胞。此外，友康的FEP细胞培养袋在性能上远超EVA培养袋，最终获得的细胞数量比EVA培养袋多20%~30%。
③保障细胞营养物质的供给
自动化培养NK细胞需要实时监控细胞密度，根据细胞密度判断补入新鲜培养基的体积，这样才能根据细胞密度、细胞状态，调整培养方案，程序化培养流程，为细胞提供充足的营养物质。
二、高透光材料让自动化成为可能
在NK细胞培养过程中，检测细胞密度，根据密度决定补入多大体积的新鲜培养基，这一实验步骤需要重复多次进行。在传统的手工培养中，上述步骤都需要人工完成，不仅重复繁琐，还会增加细胞污染的可能性。
高透光材料让NK细胞的自动化培养成为可能，在培养过程中，省略了人工取样、检测密度、补加培养基等多个步骤，采用非接触式密度检测、程序化补液，更安全、更准确。
细胞密度非接触式检测技术能成功完成细胞密度实时监测，离不开FEP材料的高透光性。FEP材料的透光性达到96%以上，可以达到细胞密度非接触式检测技术的要求，而传统细胞培养袋采用的EVA材料，透光性仅能达到80%以上，无法满足这一技术对高透光性的要求。
 |  |
| FEP | EVA |
三、实现非接触密度检测的波折
非接触式检测方法可以在不干扰细胞生长的情况下进行检测，从而更好地评估细胞的生长状态和保障细胞的安全性，可以自动密度测量，根据不同样本的培养水平来调整补液量，避免多次取样造成污染。
然而要实现NK细胞非接触密度检测并不是一帆风顺的。NK细胞在生长过程中，会出现结团的现象，这是一种正常的细胞状态表现。然而就是这一现象造成了我们在实验中计数、测量细胞密度的困难。
起初，友康设计的是让非接触式密度监测模块发射的红外光直接穿透高透光的FEP袋体，从而实现细胞密度的检测。然而在实际多次测试中，我们发现FEP袋体是柔软的，其中的液体在不断地波动，这就导致了细胞密度检测结果的不稳定、不准确。
后来，为了解决细胞密度检测结果的准确性问题，友康又独立研发了“FEP计数接头”，细胞在摆台中摇晃均匀后，密度监测模块发射的红外光束穿过FEP计数接头中的细胞，形成折光信号，从而稳定形成精准的非接触式细胞密度监测记录。（该计数方法已申请发明专利和实用新型专利，专利号：202310860536.X；202321844625.7）
NK细胞的自动化培养之路是非常崎岖曲折的，这个过程中我们遇到了各种各样的难题，解决了旧的问题又遇见了新的问题。而如今，轻舟已过万重山，友康的全自动免疫细胞培养工作站已经可以帮助我们解决各种NK样本的培养问题，非接触式密度检测技术实现了根据不同样本情况及时调整培养方案的要求，让每一份样本都收获更好的培养结果。说到这里，我们不禁好奇，非接触式密度检测技术到底是怎么实现细胞密度实时检测的呢？下期文章为大家详细介绍。
