近幾十年來，重組治療蛋白的年度全球市場已大幅增長。特別是單克隆抗體（mAbs），它為癌癥、炎癥疾病、傳染病和自身免疫性疾病提供了新的治療途徑，在監管審批和全球銷售方面都取得了顯著的成功。中華倉鼠卵巢（CHO）細胞更是被廣泛用于生產重組抗體，因為它們生長旺盛，并且有可能產生具有類似于人類的糖基化模式的非免疫原性抗體。糖基化作用在治療性IgG的生物學特性中起著關鍵作用，例如，效應物功能、免疫原性、穩定性和清除率。因此，糖基化的控制對于滿足監管要求和質量合規至關重要。每個糖基化位點上的聚糖結構的異質性可以根據其生物合成階段而變化，從較不成熟的形式（例如，非糖基化和高甘露糖形式）到更成熟的類型（例如，半乳糖基化或唾液酸化形式）。

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而糖酵解和谷氨酰胺代謝是CHO細胞的關鍵代謝途徑。通過糖酵解，CHO細胞消耗葡萄糖作為能量生產的主要碳源，并產生乳酸作為最常見的代謝副產物。谷氨酰胺裂解是CHO細胞吸收有機氮進行生物質合成的主要途徑，同時釋放銨離子作為主要副產物。補料分批培養（fed-batch）在工業上廣泛用于生產重組抗體。在fed-batch中，定期相應的補料培養基/葡萄糖可提供足夠的營養，來支持細胞生長和代謝，使高密度細胞存活并表達產物，延長存活能力和誘導高產。然而，細胞副產物的積累可能會抑制細胞生長，減少抗體產生，并給抗體糖基化帶來不利影響。

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氨基酸濃度也是重要的影響因素之一，如培養物中與細胞生長和IgG生產力有關的Leu和Arg水平需要得到很好的控制。具有最高消耗率的氨基酸與產生的IgG中存在的的氨基酸相關，因此在培養過程中需要確保足夠的可用性。個案分析對于理解培養基和工藝優化對糖基化的影響是必要的。了解細胞生長、細胞代謝、IgG合成和糖基化之間的相互作用，以及這些因素在代謝水平上如何在不同細胞系和培養基組成之間變化，將有利于生物過程優化和培養基開發。

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美國908devices公司針對培養基開發對于早期工藝開發的重要性推出了兩款產品，一款是針對常規的兩種重要參數葡萄糖和乳酸的在線生化分析儀Maven，采用透析膜和生物（酶）傳感器的技術原理，其中選擇性透析膜在確保罐內無菌環境與非嚴格無菌的運輸緩沖液體系不交叉的情況下實現只透過葡萄糖和乳酸小分子，通過緩沖液的運輸到達測量單元，達到不采樣分析的效果。另一個技術核心，測量單元，使用的生物（酶）傳感器對分析物具有高度特異性，低濃度下依舊可以保持有效的測量精度。對于小體積的發酵/培養，這種不損失樣品的采樣方式在實現高頻次采樣的同時還降低了污染風險。最高2分鐘一次的測量頻率，可以達到實時監測葡萄糖乳酸的效果，尤其適用于在早期工藝摸索，研究葡萄糖的代謝情況，從而制定fedbatch的補料策略或者實現自動補料。

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另一款產品REBEL，作為專用的培養基成分分析儀，采用微流控芯片技術（CE-MS 毛細管電泳-質譜聯用原理），幫助研發人員擺脫傳統的分析表征流程（步驟多、耗時長），對于REBEL，樣品僅需微升級別的消耗量即可完成多次分析（<30ul），單次分析不到10分鐘就能完成>30種成分（圖2）的濃度分析，操作和樣品制備流程極為簡易，相比傳統流程兼顧效率和成本。

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綜合了解細胞生長、代謝、IgG滴度和糖基化與fedbatch時葡萄糖和氨基酸消耗動態，對于理解抗體生產、優化工藝、提高抗體產量和質量具有重要意義。

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