世界首个培育肉类B2B市场：阅读公告
When designing GMP-compliant facilities for cultivated meat production, the choice between single-use and multi-use equipment affects costs, scalability, operations, and regulatory compliance. Here’s the key takeaway: Single-Use Equipment: Lower upfront...
验证生长培养基是寻求进入英国市场的培养肉公司必须进行的步骤。此过程确保产品在严格的监管框架下，如 英国新型食品法规（EU 2015/2283），的安全性、质量和合规性。以下是您需要了解的内容： 关键要求：生长培养基必须符合毒理学、污染控制、营养质量和过敏原性的标准。 英国法规：食品标准局（FSA）要求遵守HACCP原则，并在动物源性产品（POAO）下进行分类。 全球标准：虽然英国和欧盟有类似的框架，但美国遵循FD&C法下的CGMP法规。 验证过程：包括对成分、纯度、功能和供应商合规性的全面测试，以及强有力的文件记录。 支持计划：英国的160万英镑监管沙盒于2025年启动，帮助公司满足这些标准。 适当的验证确保安全、建立信任并符合法律要求。文章深入探讨了逐步流程，包括测试方法、供应商资格和监管提交技巧。 生长培养基的监管标准 标准和指南 生长培养基是培养肉生产中的关键组成部分，必须符合严格的国际监管标准。这些标准因地区而异，每个地区对成分、安全性和纯度都有具体要求。 在英国，生长培养基根据新型食品法规（合并法规（EU）2015/2283）进行监管。在获准进入市场之前，需要进行彻底的安全评估[1]。食品标准局 (FSA) 根据法规 (EC) 853/2004 将细胞培养产品归类为动物源性产品 (POAO)。此分类要求生产商实施基于危害分析和关键控制点 (HACCP) 原则的食品安全管理体系[3]。FSA 还在制定关于生长培养基成分的详细技术指导，预计将有进一步更新[1]。这些框架为更具体的监管要求提供了基础。 在美国，方法有所不同。生长培养基成分必须符合《联邦食品、药品和化妆品法》(FD&C Act) 第 501(a)(4)(B) 节中规定的现行良好生产规范 (CGMP) 要求[4]。FDA 将培养基成分分类为“供应品和试剂”，由...
在GMP（良好生产规范）标准下生产培养肉需要对原材料和辅助材料进行严格控制，以确保安全性、一致性和符合法规要求。以下是简要概述： 关键投入：起始细胞、培养基（e.g，生长因子、基础培养基）和支架（e.g，可食用材料、微载体）。辅助材料包括一次性组件，如管道和清洁剂。 风险：污染（生物、化学、物理）是一个主要问题，批次失败率在11.2%到19.5%之间。 法规：培养肉属于欧盟/英国动物源性产品（POAO）和新型食品法规，要求遵循HACCP原则。 挑战：将食品GMP与生物制药GMP标准对齐，确保供应商合规，并通过转向食品级材料来管理成本。 解决方案：实施HACCP、生物安全风险评估、供应商审核、可追溯系统和污染物检测。像Cellbase这样的平台简化了针对培养肉生产的材料采购。 英国的160万英镑监管沙盒计划（2025-2027年）旨在完善该新兴行业的安全和质量指南。 原材料资格认证的监管挑战 培养肉生产的食品GMP与生物制药GMP标准 了解食品和生物制药GMP标准 培养肉生产处于生物制药过程控制和食品安全要求的交汇点。这种重叠创造了独特的监管挑战，因为单靠任何一个行业的传统GMP标准都不够。生物制药GMP专注于患者安全，对注射剂中的外来因子进行严格测试，而食品GMP则优先考虑消费者安全，依靠HACCP原则来管理来自沙门氏菌和 大肠杆菌等病原体的风险 [2]。培养肉生产需要结合这两种方法——结合生物制药的严格控制和食品加工的卫生标准。 供应商标准进一步加剧了这一挑战，这些标准通常根植于生物制药GMP，不易适应食品级需求[5]。Cultigen Group的创始人David Bell描述了这一转变： “当你为食品生产而不是药物开发构建细胞培养工作流程时，要求会转向食品级认证和为商业而非研究预算优化的成本结构”[5]。 这种不匹配影响从材料成本到分析证书中提供的文档水平的方方面面。为了解决这个问题，公司需要一个明确的框架来使生产过程与两套标准保持一致。 建立监管映射框架 为了确保原材料同时符合食品和生物制药GMP标准，公司需要创建针对培养肉生产的监管映射框架[2]。由于这个新兴领域没有具体的指导方针，企业需要制定内部标准，以弥合现有食品安全法规和生物制药协议之间的差距。例如，英国FSA和FSS已将细胞培养产品归类为动物源性产品（POAO），使其受《条例（EC）853/2004》管辖[2]。虽然这种分类提供了一个起点，但它并没有解决所有培养肉的独特方面。 一个实用的方法是记录整个生产工作流程 - 从细胞来源到收获 - 并识别所有材料输入（如培养基、增长因子和支架），以及每个阶段的潜在危害 [2]。然后，公司可以结合生物制药方法，如GCCP和QbD，应用HACCP原则[4][7]。 从2025年2月到2027年2月运行的160万英镑监管沙盒计划，为像BlueNalu、Mosa Meat和Roslin Technologies这样的公司提供了与监管机构合作并影响未来指南的机会 [2][6]。罗萨里奥·罗梅罗和埃米琳·奎尔来自FSA研究和证据强调：...
将生物反应器从小型（1-5升）扩展到大型（1000升以上）系统以进行培养肉生产会带来能源挑战。较大的体积需要更多的动力用于混合、氧气传输和热量控制，但它们也提供了效率。例如，从5立方米到100立方米可以将特定能耗减少多达88%。然而，大型系统中的混合速度较慢可能导致氧气和营养失衡，影响细胞生长。自动控制系统和诸如“泛点”操作之类的策略有助于平衡能耗并维持细胞活力。以下是您需要了解的内容： 小型生物反应器：每升能耗高，混合速度快，热量去除更容易，但不适合大规模生产。 大型生物反应器：每升能耗低，混合速度慢，热量和气体管理更复杂，但更适合商业生产。 随着规模的扩大，能源效率提高，但保持细胞质量需要先进的自动化和对搅拌、通气和温度的精确控制。 发酵工艺设计与放大：上游加工 (USP) sbb-itb-ffee2701. 小规模生物反应器 (1–5 L) 实验室规模的生物反应器在非常不同的能量条件下运行，与工业规模的反应器相比。在这种较小的规模下，工艺的性能通常更多地受到细胞动力学的影响，而不是传输现象的影响 [2]。高表面积与体积比使得热量移除更简单，但这也意味着搅拌参数不能直接放大到更大的系统。这种动态通常导致搅拌成为此阶段能耗的主要驱动因素。 在小规模系统中，能量使用主要由搅拌和混合决定。为了实现与较大生物反应器相同的体积功率输入 (P/V)，较小的生物反应器需要更高的搅拌速度，因为它们的搅拌器直径较小[2][9]。对于哺乳动物细胞培养——在培养肉生产中至关重要——通常最佳的 P/V 为 20–40 W/m³。这个范围支持细胞生长，同时最大限度地减少细胞聚集[5]。 曝气增加了另一层复杂性。体积传质系数 (kLa) 衡量氧气到达细胞的效率。然而，增加搅拌以改善 kLa 也可能提高流体机械剪切应力。对于剪切敏感的工艺，如慢病毒生产，通常更倾向于使用开放管式曝气器，因为微型曝气器可能会使功能性病毒滴度降低多达 25%[5]。在接近泛点的情况下，降低搅拌强度并提高曝气量，可以在满足氧气传递需求的同时平衡能量使用 [1]. 这些生物反应器中的热管理通常通过基于水的冷却系统来处理，例如夹套或内部线圈，以消散多余的热量。每瓦的机械搅拌都会产生热量，必须有效地去除。此外，微生物代谢活动每消耗一克氧气会产生约14.7 kJ的热量 [7]。所需的制冷功率取决于总热量的产生和冷却系统的效率，典型的性能系数约为0.6。在批次操作的不同阶段调整搅拌器设置可以显著减少能量消耗 [7]。现代小型生物反应器配备了自动化系统，使用传感器和算法动态调节pH值、氧气水平和温度。这些系统确保在每个生长阶段仅应用必要的冷却或搅拌，从而减少能源浪费[6][10]。对于通过像Cellbase这样的平台采购设备的培养肉公司来说，选择具有先进自动化功能的生物反应器是至关重要的。这些工具不仅优化了能源使用，还提供了对能源需求的准确预测，这对于规划向大规模运营过渡 时至关重要。...
维持精确的pH和 温度对于培养哺乳动物细胞至关重要，尤其是在培养肉生产中。细胞需要一个受控的环境来增殖（增殖）并发育成肌肉纤维（分化）。以下是关键要点： 最佳条件：pH必须保持在7.2–7.4之间，温度为37°C。即使是小的偏差（e.g，pH下降0.3个单位）也会减缓生长并降低生产力。 重要性：细胞需要消耗额外的能量来纠正不平衡，这会影响其生长效率。高密度培养尤其容易因乳酸积累而导致pH下降。 规模化挑战：较大的生物反应器面临不均匀的条件，如pH峰值或CO₂积累，使得精确控制更加困难。 解决方案：先进的生物反应器配备自动化系统和可靠的传感器，有助于保持稳定性，提高细胞生长和一致性。 无论是在实验室中培养细胞还是进行生产放大，保持pH值和温度的稳定对于成功是不可或缺的。 生物反应器中的传感器 pH值和温度如何影响细胞生长 pH值和温度在生物反应器设计中的作用不仅仅是理论上的重要性——它们直接影响细胞代谢和生长。本节探讨这两个因素如何塑造细胞行为和生产力。 pH值对细胞代谢和活力的影响 当pH值偏离最佳范围时，细胞必须更加努力地维持平衡。例如，它们会激活Na⁺/H⁺反向转运体等机制，这些机制消耗的能量本可以用于生长[3]。这种能量重定向可以导致基因活动的重大变化。在一项研究中，将培养基的pH值降低到6.7，在短短24小时内导致超过2000个基因改变其表达水平[3]。 pH值和代谢之间的相互作用可以形成恶性循环。高糖酵解活动产生乳酸，从而降低培养基的pH值。在一些高密度培养中，多达90%的葡萄糖被转化为乳酸 [2]，导致快速酸化。虽然这种酸化最终会停止进一步的乳酸生产，但代价是细胞生长显著减少[5]。 酸性和碱性极端条件都是有害的。虽然众所周知pH值低于7.1的酸性条件会阻碍生长，碱性条件 - 范围从pH 7.7到9。0 - 也可以减缓增殖并降低产品产量 [2][4]。对于大多数哺乳动物细胞，临界的低pH值下限在 6.6 和 6.8 之间。超出此范围，细胞面临凋亡或坏死的风险增加 [5]。 这些由pH值驱动的代谢紊乱为温度在进一步影响细胞行为中的作用奠定了基础。 温度对细胞增殖和分化的影响 温度在代谢活动和气体溶解度中起着关键作用。虽然37°C是大多数培养的标准，但即使是轻微的偏差也会影响生长和蛋白质生产 [3][5]。2017年在维也纳工业大学进行的一项研究证明了这一效果。研究人员使用CHO细胞在10–12...
在生物反应器中监测活细胞对于培养肉生产至关重要。 扩大规模需要精确的工具来实时跟踪细胞健康和生长。本文回顾了关键方法，包括电容传感器、拉曼光谱和荧光，强调了它们在工业应用中的优缺点。 关键见解： 电容传感器：持续测量活细胞密度。对贴壁细胞有效，但对细胞大小变化敏感。 拉曼光谱：跟踪葡萄糖和乳酸等代谢物。理想用于水环境，但需要复杂的校准。 荧光：通过NADH/NADPH信号监测代谢活动。速度快，但受培养基背景信号影响。 挑战： 传统测试如台盼蓝是破坏性且缓慢的。高细胞密度和复杂培养基会干扰光学方法。 传感器污染和校准需求限制了效率。 选择合适的方法取决于工艺要求、生物反应器规模和无菌需求。对于大规模操作，结合多种技术通常能获得最佳结果。 基于电容的活细胞密度传感器 介电光谱的工作原理 电容传感器，也称为射频阻抗传感器，将活细胞视为微小的球形电容器。当电场施加到细胞悬浮液时，培养基中的离子和细胞质内的离子开始移动。它们最终遇到不导电的质膜，导致极化 - 膜上的电荷分离 [5][6]。关键在于：只有膜完整的细胞才能极化。死亡细胞由于缺乏完整的膜，无法捕获离子，因此不对电容信号做出贡献[5][7]。Aber Instruments Ltd.的销售和市场总监John Carvell对此解释得很好： “射频（RF）阻抗……通常被认为是监测哺乳动物细胞培养中活细胞浓度的最稳健和可靠的方法。”[5] 介电光谱通过测量细胞悬浮液在不同频率下的介电特性（或介电常数）来进行扩展。此过程生成一个β-色散曲线，显示随着电场频率的升高，细胞极化能力的下降[6]。单频读数通常反映可行的生物体积 - 即活细胞所占据的总体积 - 而不仅仅是细胞的数量。较大的细胞自然比较小的细胞对信号的贡献更大 [5][6]。 这些原理构成了电容传感器技术的基础，使其成为生物反应器系统中的一种有价值的工具。 在培养肉生物反应器中使用电容传感器 电容传感器兼容一次性和多次使用的生物反应器系统。对于一次性设置，可将一次性传感器盘焊接到柔性薄膜袋中或通过预装的管口插入[5][9]。在不锈钢系统中，可通过无菌端口连接可重复使用的12毫米探头[9]。一个实际的例子来自亚琛大学，研究人员在一个20升摇摆式一次性生物反应器中使用BioPAT ViaMass系统监测CHO...
过程分析技术 (PAT) 将实时质量监控集成到制造过程中，提高一致性并减少浪费。它在培养肉生产中尤其有用，因为对 pH、氧气和营养等因素的精确控制至关重要。PAT 结合在线传感器、化学计量学和自动化系统，以确保产品质量，同时符合监管标准。 实施 PAT 的关键步骤： 识别关键过程参数 (CPPs)： 关注温度、溶解氧、pH 和葡萄糖等因素。 选择监控工具： 使用在线传感器（ e.g，拉曼光谱）进行实时数据监控。 集成 PAT 系统： 将传感器连接到生物反应器以实现自动反馈控制。 开发预测模型： 使用数据分析优化流程。 确保合规： 遵循GMP、ISO 17025和其他监管指南。 像Cellbase这样的平台简化了培养肉生产的设备采购，提供了针对行业需求量身定制的工具。通过采用PAT，您可以提高效率，降低成本，并保持高产品标准。 在培养肉生产中实施PAT的5步流程 生物加工专家小组讨论 I - PAT实施...
在运输过程中保持精确的温度和湿度对于培养肉类至关重要。小的波动可能会导致货物变质和浪费。先进的物联网传感器现在提供实时监控，确保产品完整性并符合严格的法规，如FSMA和 EN12830。以下是五款旨在保护冷链的顶级传感器： Monnit 无线温度传感器 ：提供高精度（±0.5°C至±1°C）、长电池寿命（最长12年）和温度超限即时警报。价格从£144.00起。 Monnit 无线湿度传感器：跟踪0–100% RH，具有600米无线范围和10年电池寿命。非常适合防止与湿气相关的损害。 SpotSee ColdChain Complete ：一次性视觉指示器，当温度超过限制时会变色。具有成本效益且无需电池。 Sensitech 温度传感器 ：通过 TempTale® 设备提供实时数据和警报，确保合规并减少变质风险。 Controlant 物联网传感器 ：使用 4G/5G 和 LoRaWAN 进行连续监控和即时警报，确保运输过程中的安全条件。 这些传感器有助于减少浪费，保护质量，并符合监管标准。每个传感器都提供独特的优势，以应对冷链物流的挑战。 前五名冷链监控传感器对比图表 Monnit 的冷链远程监控解决方案 1.Monnit 无线温度传感器...
自动化采样系统正在改变生物工艺的监测方式，尤其是在培养肉生产中。这些系统提供频繁、精确和实时的数据，涵盖营养水平、代谢物和细胞健康等关键因素——这是手动采样无法比拟的。通过每2-3小时运行一次，而不是每天手动一次，它们提供了代谢变化的更清晰图景，有助于防止代价高昂的生产错误。 关键点包括： 效率：采样、分析和清洁周期在15分钟内完成。 无菌性：系统保持无菌状态超过370小时，降低污染风险。 准确性：葡萄糖测量偏差仅为1.1%，氨基酸分析提供近乎实时的见解。 劳动力节省：减少手动干预，释放员工以处理其他任务。 应用：提高培养肉生产的一致性和可扩展性。 这些系统与HPLC和拉曼光谱等先进工具无缝集成，实现精确的营养监测和实时过程调整。因此，它们支持更好的质量控制、减少变异性和更高效的生产工作流程。 手动与自动采样系统：生物加工中的性能比较 自动采样技术研究 研究方法和方法论 自动采样技术的最新进展显著优化了其在培养肉生产中的应用。这些研究专注于将自动采样系统与分析工具集成，同时在整个过程中保持无菌。通常，研究人员将自动采样器与诸如HPLC和 毛细管电泳等已建立的方法结合使用，以监测在线传感器通常难以准确测量的复杂代谢物。 2020年5月，维也纳工业大学的一个团队研究了 Numera系统，由 Securecell AG开发，并在CHO补料分批培养过程中使用Lucullus PIMS软件。他们监测了18种氨基酸以及IgG产品水平，在连续操作的 370小时内保持无菌状态 [2]。随着细胞密度的增加，系统设置的调整（如“推出时间”）变得至关重要[2]。 同样地，在2017年8月，Rosanne M.Guijt 来自 塔斯马尼亚大学，采用 顺序注射毛细管电泳 (SI-CE) 监测五个平行的Jurkat细胞悬浮培养。四天内，该系统对每个培养进行了 96 次检测，每次电泳分离仅需12分钟。值得注意的是，每个烧瓶仅需5.78 mL（每次分析少于60...
扩大用于培养肉生产的生物反应器是复杂的，尤其是在管理剪切应力时，这是一种在放大过程中可能损害哺乳动物细胞的机械力。与微生物细胞不同，哺乳动物细胞脆弱且对湍流和曝气力敏感。当剪切应力超过3 Pa时，细胞可能破裂，降低活力和生产力。 为了解决这些挑战，工程师依靠计算流体动力学 (CFD)和 缩小模型在全面生产之前预测和管理剪切应力。CFD分析生物反应器中的流动模式、剪切区和混合效率，而缩小模型通过实验验证这些预测，最大限度地减少放大过程中的风险。 关键要点： 剪切应力限制：哺乳动物细胞可承受高达3 Pa；超过此值会损害细胞。 CFD 工具：先进的方法如大涡模拟 (LES) 和格子-Boltzmann 模拟 (LB-LES) 能够精确地模拟流动和湍流。 缩小模型：这些模型在较小的设置中复制大型生物反应器的条件，以验证 CFD 预测。 设计考虑： 使用倾斜叶片搅拌器以降低剪切力。 保持 Kolmogorov 涡流长度大于 20 μm 以防止细胞损伤。 保持搅拌器尖端速度低于 1.5 m/s。 通过结合...
污染是培养肉生产中的一个主要障碍，批次失败率达到11.2%，在大规模操作中攀升至19.5%。这不仅浪费了生长培养基（占生产成本的50%以上）等资源，还扰乱了时间表。有效的去污是降低这些风险的关键。以下是用于保持培养肉设施无菌的主要工具的快速概述： 工业级清洁剂和去油剂：去除脂肪和蛋白质等有机残留物，是预消毒清洁的关键。 食品级消毒剂：在清洁后减少微生物负荷，针对细菌和生物膜。 就地清洗（CIP）系统：无需拆卸即可自动清洗生物反应器和管道内部。 紫外线去污灯：使用UV-C光在无化学品的情况下消毒表面和空气。 过氧化氢蒸汽发生器：为房间和设备提供彻底的、无接触的消毒。 不锈钢消毒衣柜：在受控环境中对工具、个人防护装备和小型设备进行消毒。 自动传感器清洁站：保持生物反应器探头的清洁和功能，以维持准确的监测。 每种工具都解决了特定的污染挑战，从清洁表面到消毒设备和维护生物安全标准。结合这些方法可以确保更安全、更高效的生产，同时减少昂贵的故障。下面，我们深入探讨每种工具的工作原理及其在培养肉生产中的实际应用。 培养肉生产的7种去污工具比较 1.工业级清洁剂和除油剂 工业级清洁剂和除油剂在保持培养肉生产设施的清洁方面起着至关重要的作用。这些强效清洁剂旨在物理去除生产过程中积聚在表面和设备上的有机残留物，如脂肪、蛋白质和细胞碎片。跳过这一步基本的清洁步骤可能会削弱消毒效果，因为剩余的有机物质可能会保护细菌免受消毒剂的影响。 初步清洁后，使用特定的应用程序来改善整体去污过程。 主要应用 pH范围为10.5–11.5的碱性清洁剂（至少含有200 ppm的活性碱度和200 ppm的氯）在分解有机污垢方面非常有效。另一方面，酸性化合物用于去除嵌在设备缝隙中的矿物沉积物[7]。对于垂直表面，建议使用高泡氯化清洁剂，因为其延长的接触时间——通常为15分钟——可确保彻底清洁[6]. 去污方法 清洁从温水开始（<48.9°C）冲洗表面，然后进行手动擦洗以破坏生物膜。对于就地清洗（CIP）系统，建议使用低泡碱性清洁剂以避免泵气蚀等问题[5][8]。一旦使用清洁剂后，必须用饮用水彻底冲洗。这一步至关重要，因为大多数清洁剂是碱性的，而许多消毒剂是酸性的——任何残留的清洁剂都可能中和消毒剂，使其失效[8]. 与培养肉设备的兼容性 材料兼容性是另一个关键考虑因素。氯化产品，例如，会导致橡胶或硅胶部件（如生物反应器密封件和管道）过早磨损[7]。对于生物反应器过滤器、通风柜或316级不锈钢罐等精密设备，使用专用去油剂去除硬化的油脂而不损坏敏感表面[4]。无泡碱性去油剂也非常适合使用工业洗地机对地板和墙壁等大面积进行深度清洁[4]。 优点和局限性 虽然洗涤剂在去除促进细菌生长的有机物方面效果显著，但它们无法杀死顽固的细菌，如沙门氏菌和 大肠杆菌 [8]。这一局限性突显了需要一个两步过程：清洁后进行消毒。影响洗涤剂性能的因素还包括水质，如pH值和硬度。在干燥加工环境中，传统的湿洗涤剂可能不适用，因为过多的湿气会导致霉菌生长。此外，遵循制造商的稀释指南至关重要——过度稀释会降低效果，而过于浓缩的溶液可能会损坏设备并危及产品安全[8]. 对于培养肉行业的专业人士，这些必需的清洁剂可在Cellbase上获得，这是一个专门为满足行业需求而量身定制的B2B市场。 2. 食品级消毒剂 在使用洗涤剂清洁后，食品级消毒剂在将微生物减少到安全水平方面起着关键作用。这些化学剂对形成生物膜的细菌特别有效，生物膜为像L.monocytogenes。一项在23个食品加工设施中进行的研究显示，即使在完成清洁和消毒程序后，65%的设施仍然对李斯特菌呈阳性[9]。 消毒剂的有效性在很大程度上取决于彻底的预清洁。当蛋白质残留在表面时，其性能会显著下降。例如，次氯酸盐溶液通常能达到5.5...
光谱技术为培养肉生产中的生长培养基监测提供了一种快速、准确的方法。通过实时跟踪葡萄糖和谷氨酰胺等营养物质，它有助于优化细胞生长并保持质量。两种关键方法脱颖而出： 近红外光谱：在780–2,500 nm范围内运行，适合跟踪葡萄糖和乳酸等营养物质和代谢物。它具有成本效益，易于与生物反应器集成，但可能受到水信号的干扰。 拉曼光谱：利用非弹性光散射提供高度特定的分子数据。它在以水为主的环境中效果良好，为乳酸和葡萄糖等代谢物提供精确性，但成本较高。 这两种方法都支持营养物质输送和污染检测的自动化系统，提高效率并降低手动采样风险。平台如 Cellbase 简化设备选择，确保与培养肉工艺的兼容性。 用于生长培养基分析的近红外光谱法 近红外光谱法的工作原理 近红外（NIR）光谱法在 780 nm 到 2,500 nm 的波长范围内运行，专注于检测基本分子振动的泛频和组合带[7]。这使其在识别 C-H、O-H 和 N-H 等键方面特别有效，这些键常见于葡萄糖、氨基酸和蛋白质等分子中。 该过程涉及将近红外光照射通过生长培养基，并测量在不同波长下吸收了多少光。每种分子都会产生独特的光谱模式或“指纹”，提供关于培养基成分的见解。然而，由于光谱带经常重叠，需要使用像偏最小二乘回归这样的高级化学计量技术来提取精确的定量数据[1]. NIR光谱的一个突出优点是它是非侵入性的。探头可以通过标准的Ingold接口直接集成到生物反应器中，并且它们被设计为能够承受灭菌循环（SIP/CIP），确保符合工业卫生标准[10]。这种在不干扰过程的情况下进行测量的能力使NIR成为监测生长培养基的宝贵工具。 生长培养基监测中的NIR应用 NIR光谱广泛用于追踪关键营养物质和代谢物，如葡萄糖、谷氨酰胺、氨基酸、乳酸、氨和总细胞数（TCC）[6][8]。通过提供实时数据，它帮助生产者及早检测营养耗竭，防止对细胞活力的影响，或在有毒副产物积累之前识别它们。研究已经证明了NIR的实际好处。例如，一项研究在搅拌罐式生物反应器中使用NIR进行在线监测，实现了葡萄糖预测误差为1.54 mM，乳酸为0.83 mM [8]。对于细胞在微载体上生长的培养肉工艺，由于珠子的光散射效应，系统特定的校准至关重要。Sanofi Pasteur的研究成功应用NIR监测在Cytodex 1 微载体上生长的Vero细胞，实现了葡萄糖预测精度为0.36...
无血清培养基 (SFM) 对于培养肉生产至关重要，取代了动物来源的血清如 FBS，以解决伦理问题和监管要求。然而，其高昂的成本——通常占生产费用的 50% 以上——是商业可行性的主要障碍。以下是您需要了解的内容： 主要成本驱动因素：生长因子如 FGF-2 和 TGF-β 主导了 SFM 的成本，在某些配方中贡献高达 98%。重组蛋白如白蛋白也很重要。 节省成本的策略： 使用食品级材料，比药品级投入便宜高达 82%。 采用培养基回收技术以减少浪费并提高效率。 开发成本效益高的生长因子生产方法，如分子农业或细胞系的基因工程。 规模影响：更大的生物反应器 (e.g., 260,000 L 空气提升反应器) 可以将成本降低超过 50%。试点规模的创新已将 SFM 成本降低至每升低至 £0.06。 挑战：高污染风险、重组蛋白供应有限以及对稳定、低成本生长因子的需求。...
无菌测试对于培养肉生产至关重要，即使是轻微的污染也可能导致昂贵的批次失败。此过程确保没有有害微生物干扰生物反应器的操作，从而保障产品质量和财务可行性。污染率平均为11.2%，而大规模生产时上升至19.5%，生产商在维持无菌环境方面面临重大挑战。 关键点包括： 主要污染来源：人员、原材料和生物反应器操作是微生物的常见入口。 测试方法：大体积的膜过滤、小样本的直接接种以及生产过程中的生物负载测试被广泛使用。 实时监测：溶解氧传感器和废气分析等工具能够及早检测微生物活动。 新兴技术：人工智能驱动的监测、冷等离子体灭菌和自动成像系统提供更快速和精确的污染管理。 对于培养肉生产商来说，将传统的无菌测试与先进的监测解决方案相结合是降低风险和提高生产效率的关键。 Rocker Discover - 如何进行无菌测试？ sbb-itb-ffee270生物反应器系统中的污染源 为了防止生物反应器系统中的批次失败，识别污染源至关重要。污染物通常分为三大类：微生物、颗粒物和内毒素。每种类型对培养肉生产都提出了独特的挑战，因此制定特定的预防策略是必不可少的。人员是污染的主要来源，通常通过皮肤脱落、不当穿戴或不良手部卫生引入污染物[4][7]。即使有严格的协议，简单的动作也可能扰乱气流，导致湍流或污染物可能积聚的静止区域[4][9]。U.S。食品和药物管理局强调了所涉及的风险，指出“在无菌组装之前或期间对灭菌药物、组件、容器或封闭物的任何手动或机械操作都存在污染风险，因此需要仔细控制”[4]。 环境因素也起着重要作用。例如，未能维持10-15帕斯卡的正压可能会导致未经过滤的空气进入无菌区域[3][4]。此外，HEPA过滤器效率低下（颗粒保留率低于99.97%）或压缩气体过滤器受损等问题可能会迅速破坏无菌环境[4]。 原材料和细胞系污染 进入生物反应器系统的原材料是主要的污染风险。未经验证的成分、培养基成分和细胞系（通过专业的B2B市场获得）可能引入机会性病原体[2]。细胞培养基的营养丰富环境特别容易受到污染，使得培养肉工艺比微生物生物工艺更容易受到影响[8]。不能进行高压灭菌的热敏性成分尤其危险，因为它们需要使用过滤等替代灭菌方法 [1] [8]。此外，接种过程本身也存在固有风险。即使在用酒精消毒膜或在明火附近进行操作时，也不能绝对保证在细胞系引入过程中不发生污染[8]。这些风险强调了在将原材料引入系统之前进行彻底验证的重要性。 生物反应器操作风险 生物反应器的日常操作中存在许多污染机会。手动取样尤其高风险，因为每个接入点都会增加引入污染物的机会[1]。密封件受损、O形圈损坏或未消毒的封闭件等问题进一步增加了风险[4][8]。此外，在没有适当去污的情况下，将材料从低级别区域转移到高级别区域是另一个关键漏洞[7]。 保持严格的环境控制是不可协商的。应持续监测洁净室区域之间的压力差，并且任何异常变化都必须立即调查[4]。在Class 100（ISO 5）关键区域，操作期间粒径≥0.5 μm的颗粒计数必须保持在每立方米3,520个颗粒以下[4]。此外，在空气采样器附近喷洒消毒剂或70%异丙醇可能会增加颗粒读数，而气体过滤器上的冷凝物可能导致堵塞或促进微生物生长[4][7]。 这些操作风险强调了实施严格无菌测试方法以保护生物反应器过程的重要性。 生物反应器的无菌测试方法 生物反应器无菌测试方法的比较 选择合适的生物反应器无菌测试取决于生物反应器的大小、生产阶段和规模化挑战，以及样品的成分——尤其是在存在抑制剂时。对于大多数工业应用，膜过滤是首选方法[3] 。同时，像PCR这样的分子技术可以更快地检测特定污染物。下面，我们将探讨针对培养肉生产的方法，解决大样本和小样本测试的独特挑战。 对于工业规模生物反应器中常见的大体积样本，膜过滤使用0.45...