世界首个培育肉类B2B市场：阅读公告
对于培养肉生产，哪种设备更好：一次性使用还是可重复使用？ 这取决于您的生产规模和财务优先级。一次性系统前期成本较低，安装更快，维护更简单，但会产生消耗品的经常性费用并造成塑料废物。可重复使用的系统初期成本更高，需要复杂的清洁和消毒基础设施，但从长远来看，尤其是对于大规模运营，更具成本效益。 关键点： 一次性系统：初始成本较低，无需清洁，安装更快，但消耗品成本更高且产生塑料废物。 可重复使用系统：前期成本较高，清洁费用，但对于高产量生产具有更好的长期节省。 在小规模生产中，一次性系统通常更经济。对于更大规模，可重复使用的系统显著降低每公斤的成本。 快速比较： 特征 一次性使用 可重复使用 初始成本 低 高 运行成本 较高（消耗品） 较低（初始投资后） 设置时间 较快 较慢 清洁需求 无 广泛 废物 塑料废物 废水 最佳用途 小规模或试点项目大规模生产 底线：一次性使用非常适合小型、灵活的操作。可重复使用的系统在扩大规模和从长远来看实现每公斤更低成本方面更具优势。 一次性设备与可重复使用设备在培养肉生产中的成本比较 资本支出：比较初始投资成本...
自动化生物加工系统对于培养肉生产至关重要，但容易受到网络攻击的威胁。破坏、数据盗窃和勒索软件等威胁可能会中断操作、损坏设备或影响产品质量。为了保护这些系统，必须采用分层安全方法，结合物理、软件和网络措施来保护关键流程和知识产权。 关键亮点： 风险：网络攻击可能操控生物加工参数，导致质量问题或生产延误。 物理安全：使用生物识别访问、RFID徽章和AI监控来控制设备访问。 系统安全：验证系统，启用审计追踪，并确保数据完整性。 网络安全：实施多因素认证、网络分段和数据加密。 持续监控：使用实时警报并定期进行网络安全审计。 这些措施有助于为生物处理自动化营造一个安全的环境，减少漏洞并确保操作的可靠性。 生物处理自动化系统的四层安全检查表 硬件安全检查表 限制设备的物理访问 保护生物处理设备始于强有力的物理访问控制。结合使用生物识别、RFID徽章和智能卡等工具，创建多层安全措施以防止未经授权的进入[1][2]。添加多因素认证（MFA）进一步加强了这一点——需要同时使用实体徽章和PIN码或移动凭证，有助于阻止克隆或共享卡的使用。 数据表明，糟糕的访客控制往往导致安全漏洞，而生物识别和RFID系统可以将事件减少多达50% [1]。访客管理系统应包括预注册、照片ID验证和访客的实时跟踪等功能。此外，AI驱动的监控可以发现异常活动，例如在敏感设备附近徘徊或尾随通过安全门，并立即通知安全团队 [1][2]。 一个显著的例子来自 GSK，该公司在2025年在CISO Michael Elmore的指导下，在全球275个站点引入了基于身份的微分段。该举措将网站安全时间从一年缩短到仅一周，成本从估计的1.58亿英镑减少到3950万英镑——显著降低了75% [3]。反思这些风险，Elmore表示： 进入制药行业并意识到我们将东西放入人体让我作为CISO感到害怕。无论是疫苗、HIV药物，未能正确处理的安全影响让我夜不能寐 [3]。 验证供应链完整性 物理安全只是难题的一部分——确保供应链同样至关重要。对所有硬件、解决方案和服务提供商实施严格的安全政策，以确保一致的标准 [4]。供应商安全公告，例如Siemens ProductCERT，可以帮助跟踪和解决工业产品中的漏洞[4]。对于一次性使用系统，确认生物反应器袋等组件符合严格的监管标准。这不仅确保安全，还能防止高价值批次的昂贵损失[5]。 在调试期间，立即更换默认密码并停用未使用的接口，如USB、以太网/PROFINET和蓝牙[4]。在外部数据载体和外围设备进入生产区域之前，进行彻底测试。定期的安全审计对于验证这些措施是否有效降低风险至关重要[4]。 培养肉类公司还可以通过可信赖的B2B平台（如Cellbase）从经过验证的供应商处采购硬件，以增强供应链安全性。 安全外围设备 一旦硬件得到保障，注意力应转向连接设备。现代以太网或Wi-Fi传感器必须包括TLS加密、反重放签名消息和安全认证协议[6][7]。关键的自动化组件应存放在配备监控系统和警报的锁定控制柜或房间内[4]。全球有177亿活跃的物联网设备，52%的公司报告了OT或物联网网络攻击，强有力的措施是不可或缺的[7]。...
验证生长培养基是希望在英国市场获得批准的人造肉公司必须进行的步骤。此过程确保产品在英国新型食品法规（EU 2015/2283）等严格监管框架下的安全性、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：虽然英国和欧盟有相似的框架，但美国遵循FD&C法案下的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，以及完善的文档记录。 支持计划：英国于2025年启动的160万英镑监管沙箱，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、安全性和纯度有具体要求。 在英国，培养基受《新型食品法规》（合并法规（欧盟）2015/2283）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将细胞培养产品分类为动物源性产品（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。培养基成分必须符合《联邦食品、药品和化妆品法案》（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21 CFR第210和211部分管理。这些成分必须经过质量验证以防止污染[4]。有趣的是，培养肉培养基的合成成分——如氨基酸、维生素和盐——通常被归类为21 CFR 864.2220下的I类医疗器械，免于上市前通知要求[6][7]。在欧盟，监管框架与英国的非常接近，因为它也遵循法规（EU）2015/2283。欧洲食品安全局 (EFSA) 负责授权过程[1]。根据 ICH Q6B 指南，培养基成分，包括抗生素、诱导剂和其他成分，被视为与工艺相关的杂质。这些杂质必须被控制并降低到可接受的水平[5]。在可能的情况下，辅料和试剂应符合药典标准[5]。 管辖权 主要法规 分类 安全系统 媒体监督 英国 (GB) 同化法规...
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。以下是一个简要概述： 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：使食品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、供应商审核、可追溯系统和污染物测试。像Cellbase这样的平台简化了为培养肉生产量身定制材料的采购。 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。 原材料资格认证中的监管挑战 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，因为单独来自任何一个领域的传统GMP标准都不够充分。生物制药GMP注重患者安全，采用严格的测试来检测注射剂中的外来因子，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两种方法 - 将生物制药的严格控制与食品加工的卫生标准相结合。 这一挑战因供应商标准而变得更加复杂，这些标准通常根植于生物制药GMP，并不容易适应食品级需求[5]。David Bell，Cultigen Group的创始人，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]。 这种不匹配影响了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]。由于这一新兴领域缺乏具体的指导方针，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]。虽然这一分类提供了一个起点，但并未涵盖培养肉的所有独特方面。 一个实用的方法是从记录整个生产工作流程开始 - 从细胞来源到收获 - 并识别所有材料投入（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研究与证据强调： “Codex和HACCP的原则为该行业建立具体的指导方针和质量控制计划提供了坚实的基础，可以从临床/生物制药行业中汲取经验，并适应新型食品的要求”[4]。 食品GMP与生物制药GMP在培养肉中的比较...
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，大型系统中较慢的混合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，易于去除热量，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精确控制搅拌、通气和温度。 发酵工艺设计与放大：上游加工 (USP) sbb-itb-ffee270 1. 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，与其工业对应物相比。在这个较小的规模上，过程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。为了实现与大型生物反应器相同的体积功率输入（P/V），较小的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，同时最小化细胞聚集[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，通常优先选择开放管道曝气器，因为微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操作，降低搅拌并提高曝气，可以在满足氧气传输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处理，如夹套或内部线圈，以散发多余的热量。每瓦的机械搅拌会产生热量，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。在批处理操作的不同阶段调整搅拌器设置可以显著减少能源消耗[7]. 现代小型生物反应器配备了自动化系统，这些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]。对于通过平台如Cellbase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。这些工具不仅优化能源使用，还提供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。 2.大型生物反应器（1,000+ 升） 当扩大生产规模时，随着混合时间显著增加，挑战也随之增加——从小型3升系统中的仅10秒，到5,000至20,000升的大型容器中的80-180秒不等。这些较慢的混合时间会带来操作上的障碍，例如溶解氧梯度和代谢变化，这可能在稳定期将活细胞密度降低多达15% [4]。对于用于培养肉生产的哺乳动物细胞培养，当混合时间超过90秒的阈值时，可能会引发代谢变化，导致乳酸积累 [4]。为了解决这些问题，在更大规模下调整搅拌和曝气策略是必不可少的。 在这些更大的体积下，能量需求发生变化。最初，当氧气传递速率较低时，搅拌在能量使用中起着更大的作用。然而，随着细胞生长加速，通气成为主导因素，占据高达70%的能耗。在接近泛点（气体流动扰乱液体混合的点）操作仍然至关重要，但在这个规模上，主要是管理来自通气的能量负荷。增加空间压力是另一种有效策略，因为它提高了氧气溶解度，并在氧气传输速率高时减少对高搅拌速度的需求。[9]. 热管理在规模上也变得更加复杂，但提供了更高效的机会。例如，工业发酵显示出广泛的功率需求：衣康酸发酵平均为0.51...
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值必须保持在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扩大生产规模，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⁺反向转运蛋白等机制，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个基因的表达水平发生变化[3]。 pH值和代谢之间的相互作用可以形成一个恶性循环。高糖酵解活性产生乳酸，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，临界的最低pH值在6.6到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。研究人员在10–12立方米的搅拌罐生物反应器中使用CHO细胞模拟pH不均匀性。在指数生长期，短暂暴露于pH 9.0区域显著降低了最大可存活细胞密度和最终产品产量[4]. 在培养肉生产领域，温度控制具有双重目的。在增殖阶段，保持恒定的37°C可确保细胞的高效增殖。然而，已经开发出先进的温度响应系统，通过控制细胞粘附和脱离来促进无支架组织分层[6]. 显然，精确的温度调节与维持最佳pH值同样重要，以确保细胞的成功生长和分化。 pH值和温度的综合影响 pH值和温度之间的相互作用与CO₂化学密切相关。温度变化影响CO₂的溶解度，进而影响碳酸氢盐缓冲系统中的酸碱平衡[3]。较高的温度加速细胞代谢，增加乳酸和CO₂等副产物的产生。这进一步酸化了培养基，加重了细胞的压力[2][3]。 “溶解气体的溶解度，因此CO₂对酸碱化学的影响，强烈依赖于温度、渗透压、湿度和压力。” - Shannon...
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]。html 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，传感器一次性圆盘可以焊接到柔性薄膜袋中或通过预装配的管口插入[5][9]。在不锈钢系统中，可重复使用的12毫米探头通过无菌端口连接[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 DG44细胞。他们在电容读数与总细胞体积之间实现了强相关性（回归系数为0.95）[5]。同样，荷兰的Xpand Biotechnology在他们的Scinus细胞扩增系统中使用Aber生物量传感器来跟踪在微载体上以60 g/L密度生长的间充质干细胞（MSCs）。传感器有效地追踪了从150...
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，如拉曼光谱）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个步骤 生物加工专家小组讨论 I - PAT实施 识别关键工艺参数（CPPs）...
