干粉混合机&气流粉碎机在干法培养基中的应用

细胞培养基概念、分类及发展历程

• 细胞培养是指在体外模拟体内无菌、温度、酸碱度和营养条件，使细胞在体外生长、繁殖并维持主要结构和功能的技术
  
• 细胞培养基成分一般 70-100 种左右，通常包括适当的细胞能量来源和调节细胞周期的化合物。
  
• 典型的细胞培养基还需要补充氨基酸，维生素，无机盐，葡萄糖和血清等。

细胞培养基对细胞成长意义重大，可提供细胞营养成分、提供促生长因子及激素、调节渗透压、调节 pH 并提供无毒、无污染的细胞生长环境，是细胞培养最关键和必不可少的原材料。

细胞培养基按照配制原料来源可分为天然培养基和合成培养基

• 天然培养基包括生物液体样品（如血浆、血清等）、组织提取物等，仅由天然生成的生物液体组成，适用于多种不同的动物细胞培养，但成分具有不确定及不稳定性，培养可重复性差。
  
• 合成培养基通过人为添加营养物质（有机物和无机物）、维生素、盐、血清蛋白、碳水化合物、辅因子等制备而成，根据蛋白/多肽提取物等不确定成分含量可进一步划分为含血清培养基、低血清培养基、无血清培养基（无血清、无血清无蛋白、化学成分确定），成分确定性递增。

按照培养基产品形态则可分为液体培养基和干粉培养基。

• 液体培养基具有以下优势：
  

1. 即用性：使用前无需自行配置，可直接使用；
   
2. 污染风险较小：自行配置过程增加了外源性污染的风险；
   
3. 节省时间及相关设备、人员成本：客户无需注射用水（WFI）系统、混匀、储存、验证等一系列配液所需设备及相关技术人员，且能节省灭菌、配置时间。

• 干粉培养基具有以下优势：

1. 保存时间较长：液体产品的保质期通常在3个月-1年，而大多数干粉培养基有2年或更长的保质期；
2. 生产及运输成本较低，性价比高：干粉的生产、包装成本较低且便于运输，因此单位价格更低；
3. 方便客户后续自行调整配方：拥有自主产权培养基配方的客户会将部分培养基配方交给供应商生产干粉，后续在配制液体时再自行添加额外组分。

干粉及液体培养基特性对比

细胞培养基壁垒

1. 配方复杂，不同成分含量/粒径梯度大，经验科学属性强

• 培养基成分复杂，一般 70-100 种左右，各成分含量和比例搭配直接影响细胞生长、代谢、表达及产物质量，决定培养基性能。
  
• 培养基不同成分含量梯度大，从千万分之一到百分之几十，不同成分颗粒大小梯度大，从毫米到微米，体积差别也非常大。

培养基部分成分大致浓度范围

2. 大规模生产并保证批间稳定性难度大

决定培养基批间稳定性的关键因素：原材料控制、生产工艺、质量体系等

生产工艺：培养基生产流程包括称量、前混合、研磨、后混合、分装等步骤，其中研磨工艺是核心。

培养基颗粒细度由研磨直接决定，颗粒越细同质量条件下比表面积越大，溶解性越好，但太细配液时会结团。

气流粉碎机在干法培养基中的应用

气流粉碎机在干法培养基中的应用主要是用于将固体培养基中的成分粉碎成细小的颗粒，以便于溶解和混合。这有助于提高培养基的均匀性和溶解性，从而促进微生物的生长和培养过程。

干法培养基生产工艺难度大

1. 各成分含量差异大，工艺放大过程中需精准控制。

• 需要将配方中近百种成分混合研磨成均匀、一致的组份
• 不同成分含量差别巨大，从微克级到克级，给研磨和混匀带来较大难度
• 需要对组份添加顺序和方法有深刻理解和经验。

1. 不同组份溶解性不同，批量生产时需要针对性调整。

• 不同组份溶解度不同，有的需要酸性环境，有的需要碱性环境，有的需要有机溶剂，需区别对待不同组份
• 配方本身也会影响生产过程中的酸碱性，因此培养基生产需要稳定维持在合适条件，并在工艺放大过程中保持不变

1. 需充分考虑组份间的化学反应。

• 培养基不同成分化学性质各异，批量生产过程中难免发生化学反应
• 组份研磨和添加次序也很重要
• 生产过程的检测和控制等直接影响产品的溶解性、批生产量及批间差异。

干粉混合机在干法培养基中的应用

干粉混合机在干法培养基中的应用主要是用于将不同成分的干粉原料混合均匀，以制备干法培养基。

干法培养基是一种无水添加剂的培养基，通常用于微生物培养和生物制剂生产。

干粉混合机可以将各种粉状原料按照配方要求进行混合，确保培养基中各种成分的均匀分布，从而提高培养基的质量和稳定性。

在干法培养基的制备过程中，干粉混合机的应用可以实现以下功能：

1. 均匀混合：将不同成分的干粉原料进行均匀混合，确保培养基中各种营养成分的均匀分布，提高培养基的均一性和稳定性。
2. 批量生产：干粉混合机可以进行批量生产，提高生产效率，适用于大规模的培养基生产。
3. 自动化控制：部分干粉混合机配备自动化控制系统，可以精确控制混合时间、转速和温度，确保混合过程的精准度和稳定性。

干粉混合机的特点

• 适用于含量差异极大的多组分物料混合，微克与克级别量级的混合。
• 适用于颗粒尺度差异较大的多组分物料混合，微米与毫米级别量级的混合。
• 混合均匀度较好，能满足多个位点的含量检测，且含量的相对标准偏差保持在5%以下。