下文最初发表于2021年9月29日的Lab Manager上，点击此处可查看。
细胞培养技术的改进对现代研究实验室的效率影响巨大
对于许多研究领域而言，细胞培养都是一个必不可少的过程，包括细胞治疗、基因治疗、诊断学和疫苗开发等。除了控制污染源、提高一致性以及最大程度降低成本等已知挑战外，现代实验室还面临着需要不断提高产量的压力。在建立或升级细胞培养空间和实验方案时需要慎重考虑，这样有助于克服上述挑战，确保效率。为未来的扩增和改变做好规划同样有助于节省时间和成本。
在缩小空间的同时扩大培养规模
贴壁细胞培养需要占用大量空间，传统的细胞培养瓶有时甚至可能占满整个实验台或培养箱，才能达到所需的表面积。随着产量需求的增加，一致性和及时培养与维持迅速成为关注重点。实验室工作人员必须确保实现适当的气体交换，并在添加和去除细胞培养液时尽量减少破坏。该流程易于自动化，但必须根据临床或其他大型研究应用采用适当的设计和规模。在较小的空间内最大程度地提高细胞培养能力和产率是一种高效的方法。多层细胞培养容器能够大幅减少操作时间和占用空间，将节省的宝贵实验室资源用于扩大实验范围或其他应用，因此使用越来越广泛。
规划细胞培养空间和实验方案时需要考虑的因素
- 确定当前的产量要求，并将未来需求或应用变化对其的影响纳入考量。做好未来规划有助于更高效地实现过渡并缩减总成本。
- 充分了解工作流程也有助于提高效率。此外还应考虑可用的培养箱和实验台空间，以便满足当前和未来的工作流程需要。
- 针对当前和未来的应用，计算生长基质需求及相关成本。例如，包被或未包被的培养瓶、特殊生长基质等。
- 除必需的耗材、试剂和仪器外，为实验室合理配置人力资源也至关重要。需要考虑的事项包括细胞培养时长、拥有相关技能和培训经历的人员数量，以及是否需要其他培训或再培训。
- 确定手动或自动化工作流程所需的支持，以及在调整实验方案和工作流程时所需的资源和支持技术。
在开发新技术时综合考虑上述因素有助于推出具有很强适应性的可定制解决方案，满足实验室需要。例如，Corning® HYPERFlask® 超级细胞培养瓶可利用最小的占用空间提供最高的细胞培养能力。其占用空间与传统的175 cm2培养瓶相同，但生长面积却高达1,720 cm2。这种高产量、高性能的培养瓶采用多层透气性生长表面，可实现高效的气体交换。下列个案研究说明了Corning HYPER技术如何提高产量，简化大规模培养过程。
提升效率和产率
比利时Cer Groupe免疫学实验室的生物学家想要提高其诊断试剂盒所用病毒的产量，于是对多层培养容器的性能进行了比较。该团队开发出的这款诊断试剂盒用于检测是否存在牛副流感3型病毒 (PI3V)，需要大批量生产PI3V且具有可重复性。
在比较培养容器时，研究人员使用了“传统”的大容量 (表面积6,320 cm2) 10层容器和采用Corning HYPER技术 (1,720 cm2) 的紧凑型10层培养瓶。后者在性能和易用性方面均表现优异。
采用Corning HYPER技术生产的病毒数量与传统的培养容器相当，但种子培养物的用量及占用空间仅为前者的三分之一。Corning HYPERFlask超级细胞培养瓶每cm2表面积的病毒产量是前者的两倍。研究人员得出的结论是，该技术可在更小的空间内实现更高的产率，因此他们能够在培养箱中培养出更多病毒。
技术人员发现，体积较小的培养瓶更易于操作、维护、换液，且在通风橱内操作更方便，可节省时间并降低污染风险。总之，研究人员认为，Corning HYPERFlask超级细胞培养瓶能够简化病毒诊断试剂盒所需试剂的生产过程，是一种经济实惠的解决方案。| Corning HYPER技术
有利于各阶段临床试验之间的过渡
渥太华医院研究所 (OHRI) 也发现了可提高可管理性、一致性和可扩展性的解决方案。OHRI主要从事癌症治疗、慢性病、临床流行病学、神经科学和再生医学领域的世界顶级研究项目，重点关注变革性研究以及再生和生物疗法，在提供创新型治疗和护理方面处于领先地位。能够从新疗法的内部研发顺利过渡到临床试验阶段的大规模生产是实验方案开发的关键因素。
OHRI开展的其中一个项目是应用干细胞疗法治疗脓毒性休克。他们进行了临床试验，以确定异体骨髓间充质干细胞 (MSC) 治疗脓毒性休克的安全性和疗效，这种常见疾病的死亡率为20-40%。
在1期临床试验中，研究人员根据需要生产单剂量制剂用于新患者的给药，以便确定安全性和耐受性。这要求研究人员在接到通知后的6小时内生产出全剂量的制剂。为了在这么短的时间内完成任务，研究人员采用了Corning HYPERFlask超级细胞培养瓶，在缩短处理时间的同时实现了产量最大化。通过在早期阶段调整实验方案，他们能够采用相同的技术，在2期临床试验中轻松放大，获得更高的产量且无需改变工作空间。
技术转型的时机
康宁生命科学的技术服务专员Sherwin Zhu与面临技术转型的研究实验室展开合作。他指出，对于那些想要采用新技术的实验室而言，最常见的顾虑是改变标准操作流程会耗费大量时间和精力，因此常常犹豫不决。不过，一旦实验室做出改变，结果都非常令人满意，因为他们可以非常方便地简化实验方案，细胞粘附能力、效价和活性的提高有助于进一步提升产率。
Zhu还指出，合适的时机有助于推动技术决策，“技术转型有时需要等待时机”。以一家细胞库机构为例，当他们拥有足够的人力和空间时，是不愿意改变技术和实验方案的。随着业务不断增长，他们的方法和空间很快无法满足需求，于是向Sherwin寻求帮助。采用Corning HYPER技术后，培养物的可管理性得到提升，而且他们还发现细胞冻存后的存活率也提高了。
Zhu表示，除了节省空间和时间外，HYPER技术还能带来许多立竿见影的好处：技术人员只需经过简单的技术和实验方案培训，紧凑型多层培养瓶便于操作且体积更小，有助于降低操作失误的几率，减少故障维修成本。
目前的细胞培养应用需要提高可重复批次的产量，高效的培养技术已然成为不同领域现代研究实验室不可或缺的重要技术。
高效、可定制的解决方案
最大程度地节省操作时间、处理时间和培养箱空间是大多数从事贴壁细胞培养的研究人员的优先考虑事项。选择高产量、节省空间的培养容器可以降低人力和空间需求。
Corning HYPER技术采用了经过处理的透气性生长基质薄膜，可在较小的空间内提高产率和粘附能力。Corning HYPERFlask超级细胞培养瓶的占用空间与传统的175 cm2培养瓶相同，生长面积却是它的10倍，达到1,720 cm2。
Corning HYPER技术提供了高效、可定制的解决方案，可实现自动化和大规模培养。
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