Protevo Bio IGF1-LR3 – Human Insuline-like Growth Factor 1

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Protevo Bio IGF1-LR3 is a recombinant analogue of human insulin-like growth factor 1, engineered for significantly enhanced biological potency and stability in cell culture environments. By incorporating an N-terminal extension and a specific amino acid substitution, this long-acting variant exhibits reduced binding affinity for IGF-binding proteins (IGFBPs), which typically inhibit the activity of native IGF-1. This modification extends the half-life of the protein in media, allowing for sustained stimulation of cell proliferation and survival at lower concentrations.

Produced via E. coli fermentation and purified using scalable, animal-free methods, this growth factor serves as a high-performance alternative to recombinant insulin in chemically defined media. It is particularly effective for supporting the expansion of stem cells and muscle progenitors in cultivated meat applications. The protein is supplied as a lyophilised powder with high purity and low endotoxin levels, ensuring consistent reproducibility for both research and large-scale biomanufacturing workflows.

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无血清培养基放大：关键成本因素
扩大无血清培养基的规模成本高昂，但聪明的策略可以显著降低成本。主要费用来自于像FGF-2和TGF-β这样的生长因子，它们在培养基成本中占据主导地位。例如，在像Essential 8这样的配方中，这些因子占总价格的98%。在工业规模上，即使是少量的这些蛋白质，每批次也可能花费数千英镑。关键要点包括：生长因子驱动成本：这些蛋白质是最昂贵的培养基成分。批量采购有帮助：批量购买和使用粉末培养基可以降低多达77%的成本。食品级与药品级：食品级成分更便宜，但有污染风险。工艺调整节省资金：回收培养基和优化配方可以减少浪费和开支。像 Cellbase 这样的平台将生产商与供应商连接起来，实现批量交易和质量保证。通过结合这些策略，无血清培养基的成本可以降至每升36至59英镑，使得培养肉的生产更加可行。 Dr. Peter Stogios: 无血清培养基的低成本生长因子无血清培养基的主要成本因素无血清培养基可能占培养肉生产中可变运营成本的一半以上，使其成为扩大生产规模的关键挑战 [1]。然而，并不是所有成分对这些成本的贡献都是相同的。找出最昂贵的成分对于从实验室规模转向商业生产至关重要。大部分成本来自生长因子和重组蛋白。这些生物活性分子，如FGF-2、TGF-β、胰岛素、白蛋白和转铁蛋白，虽然只需少量，但价格昂贵。另一方面，基础培养基成分——如盐、氨基酸、维生素和缓冲液——相对便宜。虽然成分的等级（药用级与食品级）也会影响成本，但重组蛋白仍然是最昂贵的部分。生长因子和重组蛋白根据Good Food Institute，无血清生长培养基的成本约为每升317英镑（约每升400美元），而典型的生产过程需要价值数千英镑的培养基[2]。查看特定配方可以突出成本分布。例如，在Essential 8中，FGF-2和TGF-β占总成本的约98%[1]。在 Beefy-9 中，白蛋白、FGF-2 和胰岛素约占 60% [1][3]....
2025年12月15日
降低培养肉的支架成本
支架成本是使培养肉类变得可负担的最大障碍之一。目前，支架通常占生产成本的很大一部分，培养肉类的价格约为50英镑/公斤，而传统牛肉每公斤仅需几英镑。本文探讨了降低支架费用的方法，重点关注材料选择、生产工艺和更智能的采购方法。关键要点：高成本：支架需要可食用、食品安全且机械适用，这限制了可负担的材料选择。材料创新：玉米壳和菠萝蜜皮等农业副产品显示出潜力，成本低于1英镑/公斤，而生物医学级支架的成本为63英镑/公斤。高效生产：简化去细胞化和优化静电纺丝等技术可以减少浪费和能源使用。采购平台：像 Cellbase 这样的工具简化了采购流程，提供具有成本效益的食品级支架材料。通过专注于更便宜的材料、改进制造方法和集中采购，公司可以降低支架成本，使培养肉更接近于传统肉类的价格平价。 Dr. Glenn Gaudette: 使用去细胞化菠菜作为培养肉的支架支架材料成本的驱动因素支架成本比较：传统材料与植物基材料用于培养肉材料组成和生物相容性要求为培养肉创建支架面临独特的挑战，这些挑战显著影响材料成本。与用于生物医学领域的支架不同，这些支架必须满足三个要求：它们需要是可食用的、安全可食用的，并且能够支持细胞粘附、生长和分化。除此之外，它们还必须降解为无害的副产品。这种需求的结合使得材料选择范围比其他行业更窄[1]。对食品级纯度和可追溯性的重视增加了另一层费用。动物来源的材料，如胶原蛋白和明胶，在细胞粘附方面非常有效，但由于复杂的提取和纯化过程以及严格的监管要求，成本较高。这些材料还需要严格的可追溯性系统以降低病原体风险，进一步推高了质量保证成本[5][11]。另一方面，植物基替代品——如来自谷物、藻类或真菌的蛋白质——通常更为经济，尤其是当它们来源于农业或食品加工的副产品时。然而，这些材料可能需要额外的处理，如表面涂层或功能化，以达到与动物衍生选项相同的生物活性。[3][6][11]。满足培养肉的机械性能要求增加了另一层复杂性。支架必须提供特定的特性，如刚度、孔隙率和可控的降解速率。对于整块产品，它们还需要复制肌肉状的纹理，并可能需要各向异性纤维对齐以引导细胞定向。实现这些技术标准通常涉及复杂且昂贵的制造方法。因此，更实惠、技术含量较低的材料通常无法提供消费者对肉类期望的感官品质[1][6]。这些严格的材料要求不仅限制了选择范围，还导致生产成本增加，详见下文。支架的高生产成本用于生产高性能支架的制造工艺是其成本的主要因素。静电纺丝，一种广泛用于制造纳米纤维支架的方法，需要高压设备、精确的环境控制和缓慢的沉积速率。此外，该过程涉及溶剂处理和回收系统，这增加了资本和运营费用[5][6]。同样，3D打印和生物打印技术也面临其自身的成本挑战。这些包括昂贵的打印机硬件、专有生物墨水、复杂设计的有限吞吐量以及显著的劳动力需求[5][6]。另一种有前景但仍然昂贵的方法是去细胞化，这涉及去除植物或动物组织中的细胞材料。可以使用玉米壳或菠萝蜜皮等材料，但该过程需要清洗、化学处理和长时间的加工。虽然使用简单的洗涤剂协议进行植物基去细胞化相对经济实惠，但扩大规模需要在设备上进行投资，如搅拌罐、过滤系统和废物处理设施。监控和维护食品级或HACCP合规系统的劳动力成本也显著增加了生产费用[3][5]。这些制造复杂性突显了为什么支架生产仍然是一项昂贵的工作。降低支架成本的实用策略批量采购和供应商谈判由于规模经济，批量购买支架材料可以显著降低成本。大宗订单通常可以将单价降低20-50%，同时保持培养肉生产所需的生物相容性 [2][4]。与供应商建立长期关系并承诺基于数量的合同可以进一步增加节省。在谈判时，值得要求分级定价——例如，超过100公斤的订单享受10%的折扣——或将支架材料与其他必需品如生长培养基捆绑在一起...
2025年12月13日
生物工艺故障排除的预测建模
预测建模正在通过在问题升级之前识别过程问题来改变培养肉的生产。通过分析历史和实时数据，这些模型帮助操作员在细胞生长、分化和成熟等关键阶段保持最佳条件。这种主动的方法减少了失败，提高了产量，并确保了产品质量的一致性。关键要点：容易出现问题的阶段：营养耗尽、氧气短缺和剪切应力是常见风险。模型类型：机械模型、数据驱动模型和混合模型提供了针对故障排除的定制解决方案。好处：早期故障检测、精确的根本原因分析和持续的过程优化。数据需求：来自在线传感器和离线检测的高质量、多样化数据集至关重要。技术：像PCA、PLS和数字孪生这样的工具可以增强预测和过程控制。预测建模是一种数据驱动的解决方案，用于解决培养肉生产中的挑战，提供更好的一致性和运营效率。培养肉生物过程故障排除的预测建模框架 200: 掌握质量设计：从产品失败到生物制品CMC商业成功预测建模的数据要求创建准确的预测模型取决于在生物过程中收集的数据的质量和范围。没有详细的数据集，模型无法预测故障或提高性能。必须捕捉生物反应器内的物理条件和细胞的生物行为。这个基础对于有效准备数据和应用建模技术至关重要。培养肉类生物加工中的数据来源预测模型依赖于两个主要数据来源：在线传感器和离线检测。在线传感器持续监测实时参数，如pH值、溶解氧（DO）、温度和压力。一些先进的平台，如Sartorius ambr系统，甚至使用拉曼光谱法来跟踪葡萄糖水平、活细胞密度和代谢物[2][3]。这些传感器提供高频数据，捕捉生物反应器内发生的微小变化。另一方面，离线检测在特定时间间隔提供精确测量。技术如HPLC或ELISA用于评估代谢物浓度（e.g，乳酸和氨）、细胞活力和产品滴度。虽然这些需要手动采样和实验室工作，但它们提供的精确度是在线传感器可能无法始终实现的[2][3]。元数据，如进料策略和设定点，有助于解释传感器数据。例如，将拉曼光谱数据与进料曲线结合，可以让多变量模型预测关键质量属性，如最终滴定度。这使得模型预测控制系统能够实时调整生物过程参数[2][3]。这种方法增强了模型解决问题和优化性能的能力。一旦数据被收集，就必须仔细处理以确保其能够做出可靠的预测。数据预处理技术原始生物反应器数据很少能直接用于预测建模。在准备过程中需要几个预处理步骤：归一化确保变量被缩放到可比较的范围。例如，它可以防止像细胞密度（通常具有较大值）这样的参数掩盖像pH值这样的小规模变量。此步骤对于偏最小二乘法（PLS）等算法尤为重要[3]。异常值检测识别并去除由传感器噪声、采样错误或临时干扰引起的异常。通常使用统计阈值或基于PLS的方法来排除这些异常值，防止它们影响预测[3]。插补填补缺失的数据点。像回归插补（IBR）这样的技术利用参数之间的相关性——例如葡萄糖和乳酸水平——来估计空缺。如果缺少DO数据，模型可以根据pH值和葡萄糖之间的关系预测它，从而保持数据集在实时预测中的可靠性[3]. 时间对齐同步可能不自然匹配的数据流。例如，连续的pH值读数需要与特定间隔进行的代谢物检测结果对齐。使用动态时间规整或线性插值等方法来确保正确对齐[3]. 管理生物变异性生物变异性是培养肉生产中最大的挑战之一。细胞系的差异、遗传漂移以及对营养短缺的不同反应导致批次之间的生长速率和代谢物谱不一致[2][4][6]。这种变异性会显著影响预测的准确性。例如，如果模型未设计为考虑细胞系或生产规模之间的差异，活细胞密度的预测可能会大相径庭。为了解决这个问题，生产者应收集多样化的历史数据集，涵盖多个细胞系、培养基成分和生物反应器规模。多变量统计过程控制（MSPC）可以通过将变异性分解为系统性和随机成分来帮助模型区分正常波动和实际问题[3][4][6]。另一个有效的解决方案是使用混合模型。这些模型结合了机械知识——如细胞生长的Monod动力学——与数据驱动的方法。这种混合方法使模型能够捕捉到可预测的生物过程和纯粹机械模型可能遗漏的不可预测变化[3][4][6]。此外，采用具有明确、无动物成分配方的无血清培养基有助于标准化营养成分。这减少了变异性，从而产生更一致的数据和更可靠的预测模型[1]。生物过程故障排除的建模技术...
2025年12月12日
成本分析：细胞系扩增用于生物反应器培养
用于培养肉生产的细胞系扩展取决于选择合适的生物反应器系统。由于资本投资、运营费用和可扩展性的差异，搅拌罐、波动和固定床生物反应器的成本差异显著。以下是您需要了解的内容：搅拌罐生物反应器：适合大规模生产悬浮细胞系。前期成本高（£20,000到数十万英镑），但可扩展性已被证明（高达25,000升）。连续灌流方法可将每克成本降低45%。波动生物反应器：经济实惠的起点（初始成本比搅拌罐系统低50-66%）。适合小到中等规模，但超过1,000升时有限制。消耗品成本（e.g., 每个一次性袋子£500–£5,000）增加了长期费用。固定床生物反应器：适用于贴壁细胞，在大规模生产中提供最低的每剂成本（800升时每剂£6,800）。初始投资高，但在降低下游处理成本方面效率高。快速比较生物反应器类型资本成本单位成本可扩展性最佳用途限制搅拌罐 £20,000+ £122/g 高达25,000升大规模悬浮细胞高初始和运营成本波浪式 £13,000–£330,000 £67–£153/g 高达1,000升试点规模，灵活设置高耗材成本，规模有限固定床更高的前期成本 £6,800/剂较小的单元，高密度贴壁细胞，成本效益长时间的工艺流程，高昂的初始费用关键要点：搅拌罐系统在大规模生产中占主导地位，而波动式生物反应器则是早期阶段工作的理想选择。固定床系统在贴壁细胞系的成本效率方面表现出色。选择取决于生产规模、细胞系特性和预算限制。...
2025年12月10日
支架生物相容性：测试协议
支架生物相容性对于培养肉生产至关重要。支架必须支持细胞粘附、生长和分化，同时安全可食用。它们应降解为无害的副产品，不留下不可食用的残留物。监管标准要求符合 ISO 10993 医疗器械协议和英国/欧盟食品安全法。以下是您需要了解的内容：关键测试领域：细胞毒性：材料必须显示超过 70% 的细胞活力（ISO 10993-5）。降解性：支架必须安全降解为可食用的成分。机械性能：刚度、孔隙率和耐久性对于细胞生长至关重要。材料类别：天然聚合物（e.g，海藻酸盐、大豆蛋白）：由于已建立的食品用途，较容易获得监管批准。合成聚合物：根据新型食品法规需要详细的安全数据。去细胞化ECM：动物来源的支架需要对过敏原和病原体进行彻底测试。监管重点：支架必须符合ISO 10993标准，符合新型食品评估，并确保对人类食用的安全性。测试包括细胞毒性、过敏性和降解产物分析。实际应用：开发者应将生物相容性数据与机械和结构指标结合，以优化支架性能。像Cellbase这样的平台有助于将经过验证的支架与生产需求相匹配。本文提供了关于培养肉生产中支架的测试协议、监管要求和材料选择的详细指南。支架生物相容性的监管标准适用的测试标准监管标准已建立明确的测试协议，以确保用于培养肉生产的支架的安全性和生物相容性。这些支架必须符合 ISO 10993 医疗器械标准和食品安全法规的要求[6][3][4]。这种双重要求的产生是因为支架不仅作为生物材料支持细胞生长，还需要作为最终产品的一部分安全食用。 ISO...
2025年12月9日
选择用于培养肉类生物反应器的传感器
在生产培养肉时，维持精确的生物反应器条件至关重要。传感器监测关键参数，如温度（37°C）、pH值（6.8–7.4）、溶解氧（30–60%）、CO₂（<10%）、葡萄糖、生物量和代谢物，以确保细胞健康和产品质量。传感器性能不佳可能导致批次浪费、质地不一致和产量降低。以下是您需要了解的内容：温度和pH传感器：电阻温度检测器（RTD）和玻璃或ISFET pH传感器在维持严格公差方面可靠。溶解气体：光学传感器适用于一次性系统中的氧气和CO₂，而电化学传感器耐用但需要维护。营养物和生物量：酶生物传感器或光谱方法可跟踪葡萄糖、乳酸和氨。电容传感器实时测量活细胞密度。生物反应器兼容性：搅拌罐、波动系统和灌流设置需要根据规模、无菌性和监测需求量身定制的传感器解决方案。关键要点：根据精确度、灭菌兼容性和生物反应器类型选择传感器。像Cellbase这样的平台通过为培养肉行业提供精选选项来简化采购。传感器能否降低与培养肉相关的成本？培养肉生物反应器中需要监测的关键参数在培养肉生产中，七个关键变量在生物过程起着关键作用：温度、氧气、二氧化碳、pH值、葡萄糖、生物量和代谢物 [4]。这些因素中的每一个都直接影响细胞健康、增长和最终产品的质量。自动化系统旨在响应任何偏差，实时调整条件以维持细胞培养的理想环境。让我们深入了解细节，从温度和pH值开始。温度和pH值温度和pH值是细胞培养的基石，因为它们直接影响酶活性、膜稳定性和细胞周期进程。对于大多数用于培养肉类的哺乳动物细胞 - 如牛、猪和禽类细胞系 - 温度通常维持在约37°C，公差范围为±0.1–0.3°C [4][5]。即使是超出此范围的微小波动也会严重影响细胞的存活率和生长速度。 pH值是另一个关键因素，通常控制在6.8到7.4之间 [4][5]。在制药级工艺中，pH容差更窄 - ±0.05–0.1单位 - 以确保在较长时间内细胞的最佳存活率和生产力[2][4][5]。在高密度培养中，保持如此精确的控制尤为重要。 pH不是一个孤立的参数；它与其他变量相互作用。例如，溶解的CO₂形成碳酸，降低pH，而乳酸积累也会使其下降。相反，氨的积累会使pH上升[4][5]。为了管理这些波动，策略通常结合通过优化曝气去除CO₂、添加碱如碳酸氢钠，以及定制的饲养方案以最小化乳酸和氨的形成[4][5]。温度进一步使问题复杂化，因为它影响气体溶解度。例如，较高的温度会降低氧气溶解度，使得在37°C下控制溶解氧更加具有挑战性。这强调了精确传感器放置的重要性[4]. 溶解氧和二氧化碳溶解氧（DO）对于细胞代谢和有氧呼吸至关重要。大多数动物细胞培养将DO维持在空气饱和度的30–60%，尽管确切的范围取决于细胞系，并在工艺开发过程中进行微调[4][5]。低于20%的水平可能导致缺氧并停止生长，而接近100%的水平可能导致氧化应激[4][5]。溶解CO₂（dCO₂）水平通常保持在气相中的5–10%以下，以防止细胞内酸化[4]。生物反应器的设计在管理溶解氧和溶解CO₂方面起着重要作用。例如，搅拌罐反应器比波动系统提供更好的氧气传递和气体混合，允许在更大规模上进行更严格的控制。另一方面，波动生物反应器在高填充体积时经常面临CO₂积累的挑战[3][6]。灌流生物反应器在高细胞密度下运行，由于其高氧气消耗和CO₂产生，要求精细控制。常用的技术包括多气体入口、微泡曝气或膜曝气[3][4][5]。DO通常使用以下三种传感器类型之一进行监测：电化学、光学或顺磁性[5]。电化学传感器成本效益高，但会消耗氧气并可能随时间漂移。光学传感器依赖于氧敏染料，不消耗氧气，非常适合一次性生物反应器，长期稳定性更好[2][5]。对于CO₂，监测选项包括Severinghaus型电化学传感器、光学dCO₂传感器或间接方法，如废气分析和pH相关性[4][5]。光学dCO₂传感器与一次性生物反应器兼容，允许在线操作，但通常更昂贵且操作范围较窄[4][5]。营养水平和生物量葡萄糖、乳酸和氨等营养物质的特征提供了关于细胞生长和压力水平的宝贵见解。监测这些指标有助于确定细胞是否处于生长期、经历营养限制或处于压力下，从而进行及时调整，如喂养或培养基更换[4][5]。这些分析物可以通过在线、旁线或离线方法进行跟踪，先进的系统采用红外光谱同时监测多个变量[4]。...
2025年12月8日
3D打印支架制造中的过程监控
3D打印支架是培养肉生产的基础。这些结构为细胞生长成肌肉和脂肪组织提供框架，模仿传统肉类的质地。然而，即使是支架制造中的小缺陷——如不均匀的层或空隙——也可能影响其强度和功能。以下是您需要了解的内容：像PLA和PCL这样的材料因其食品级质量和可定制的特性而被广泛使用。打印参数很重要。喷嘴温度、打印速度和材料进给速率直接影响支架质量。实时监控（e.g., 温度和压力传感器）和打印后检查（e.g., 微CT扫描）确保支架符合严格标准。可追溯性和文档记录对于合规性至关重要，将每个支架与其原材料和制造数据连接起来。自动化和人工智能工具通过在生产过程中动态调整参数来提高一致性。本文提供了每个阶段的过程监控详细指南 - 材料准备、打印机设置、过程控制和打印后评估。还强调了像OCT和机器学习这样的工具如何提高支架的可靠性。关键要点：一致的监控和文档记录对于生产符合安全和性能标准的高质量支架是不可或缺的。3D细胞培养的自报告支架 l 协议预览材料准备和质量控制用于培养肉类生产的支架质量在很大程度上依赖于原材料的精确准备和控制。无论是处理像PCL和PLA这样的食品级聚合物、生物墨水，还是复合混合物，这些材料都必须符合精确的规格，以确保它们在打印过程中表现一致。如果没有仔细的准备和严格的质量控制，即使是最先进的3D打印机也难以生产出符合工艺机械、生物和结构要求的支架。原料组成和特性每批原料都必须经过彻底检查，以确保其在打印和细胞培养过程中表现如预期。这个过程的一个关键部分是流变学特性表征。对于生物墨水和聚合物熔体等材料，了解它们在喷嘴剪切力下的流动行为至关重要。振幅和频率扫描等技术有助于定义线性粘弹性范围，并确认材料在挤出后保持其形状。流动曲线揭示了剪切变稀行为，这对于支架材料是理想的——在喷嘴压力下变稀，但在沉积后迅速恢复粘度，确保形成干净的线条和牢固的层粘附。在实际打印温度下进行流变学测试至关重要（e.g，例如PLA为200°C），以建立可接受的参数，如粘度、屈服应力和模量值。任何超出这些阈值的批次都应被拒绝或重新配方，因为即使是微小的粘度变化也会显著影响丝材宽度、孔隙几何形状和机械性能，如杨氏模量。对于复合系统，固体含量和粒径分布同样重要。例如，在用羟基磷灰石增强PCL以改善机械性能时，陶瓷颗粒必须大小均匀且分散良好。激光衍射或显微镜等工具可以评估粒径分布，并设定上限以防止喷嘴堵塞。关于PCL/羟基磷灰石支架的研究表明，材料成分、温度和打印速度的变化可以显著改变线宽和孔隙几何形状，从而影响机械强度和细胞相容性[1]。即使是微小的缺陷，如空隙或不均匀的线条，也会显著降低压缩模量[1]。水分含量是另一个常见问题。像PLA这样的吸湿性聚合物容易吸收水分，在加热时会导致水解降解。这导致了较低的粘度、气泡形成和支架的弱化[2]。为减轻这种情况，材料应预先干燥，存放在带有干燥剂的密封容器中，并使用可靠的方法如Karl Fischer滴定法进行监测。设定严格的湿度阈值是至关重要的。对于培养肉应用，灭菌和生物相容性是不可妥协的。支架必须无微生物污染和内毒素，以支持哺乳动物细胞的生长。灭菌方法——如伽马辐射、紫外线照射、过滤或高压灭菌（如果聚合物允许）——应经过验证，并定期进行内毒素检测。在英国和欧洲，即使在早期研究阶段，遵循ISO 10993生物相容性标准也是明智的做法。所有测试方法、批次详情和结果都应在集中数字系统中详细记录。支架不仅必须促进细胞生长，还必须符合食品安全标准。内部检查清单可以及早发现问题。这可能包括对变色或颗粒的目视检查、生物墨水的pH值测量，以及使用手持流变仪进行的快速粘度测试。打印网格或简单晶格等基准几何形状也可以揭示线条均匀性或层粘附性的问题。为这些测试建立明确的通过/失败标准，并随着时间的推移保持记录以监测材料质量趋势。检查属性测试方法...
2025年12月6日
分析培养肉的表面功能化
表面功能化是培养肉生产中的关键过程，专注于修改支架表面以改善细胞的附着、生长和发育成组织。通过定制表面特性如化学性质、电荷和纹理，生产者可以增强细胞粘附、排列和分化——这些是创建结构化肉类产品的关键步骤。这种方法支持开发更厚、更有结构的切块，具有更好的质地，同时满足食品安全要求。关键点包括：定义：表面功能化在不改变支架核心材料特性的情况下修改其表面。重要性：改善的细胞附着和生长可带来更好的产量、质地和可扩展性。方法：使用等离子处理、蛋白质涂层和肽接枝等技术。分析工具：SEM、AFM、XPS 和生物测定等方法验证了改造的有效性。挑战：在确保食品安全和成本效益的同时，将这些方法扩展到商业生产。表面功能化正在塑造培养肉行业，帮助生产商优化生产流程、降低成本，并提供符合消费者期望的高质量产品。 David Kaplan 博士：使用组织工程培育培养肉评估表面功能化的分析方法在修改支架表面后，研究人员需要确认这些变化是有效的，并产生预期的生物学结果。这个过程涉及物理、化学和生物技术的混合，每种技术都提供了独特的见解，了解这些改造如何影响培养肉生产中的细胞行为。主要目标是验证功能团、涂层或表面纹理的存在；评估这些改造在培养条件下的均匀性和稳定性；并将表面特征与可测量的结果联系起来，如细胞附着、扩散和分化。使用强大的分析方法还可以让研究人员比较不同的支架材料和处理方法，简化可扩展的食品级产品的开发。对于英国的培养肉开发者，将这些技术纳入支架开发可以减少试错，加速从实验室原型到市场就绪产品的过渡。工具如 Cellbase 可以通过将研究人员与提供定制分析服务、参考材料和设备的供应商连接起来，帮助满足培养肉生产的特定需求。以下是用于评估这些修改的关键方法。表面表征技术物理表征方法有助于揭示支架的地形、结构和微观及纳米尺度的机械性能，这对于塑造细胞与表面相互作用的方式至关重要。扫描电子显微镜 (SEM)是一种广泛使用的技术，用于可视化支架结构。它提供孔结构、纤维直径和表面粗糙度的高分辨率图像，帮助确定支架是否支持营养扩散和肌肉纤维对齐。对于培养肉应用，SEM需要仔细的样品准备，包括干燥和涂层技术，以保持支架的结构。研究人员使用放大倍率来捕捉整体孔隙网络和更精细的表面细节，提供支架地形的全面视图。原子力显微镜 (AFM) 通过在支架上扫描细探针来测量纳米级表面特征和刚度。与SEM不同，AFM可以在液体或水合条件下操作，更好地模拟细胞在生物反应器中经历的环境。通过使用力-距离曲线等方法，研究人员可以收集粗糙度和弹性模量的数据——这些是肌肉和脂肪细胞培养的关键因素。例如，肌肉细胞对刚度信号有反应，弹性模量在10–100 kPa之间促进肌肉分化。AFM提供了用于微调支架机械和化学特性以适应培养肉生产的基本数据。接触角测量通过在支架上放置一滴水或细胞培养基并测量液固界面形成的角度来评估表面润湿性。较低的接触角表示亲水表面，而较高的角度则表明疏水性。功能化处理后的接触角变化表明表面化学性质是否已成功改变。例如，等离子体处理或添加亲水基团通常会降低接触角，从而改善蛋白质吸附和细胞附着。这些测量通常在平坦的支架样品如薄膜或片材上进行。这些技术共同帮助研究人员确认功能化已实现所需的物理和机械变化，同时不损害支架的结构完整性。这对于植物基聚合物、水凝胶和可食用纤维等材料尤为重要，因为保持与食品相关的加工和结构稳定性至关重要。化学分析方法虽然物理方法侧重于结构和地形，化学分析则确认预期的功能基团、涂层或生物活性分子是否存在并在时间上保持稳定。...
2025年12月5日