為您的實驗室選擇合適的 CO2 培養箱
當前對基於細胞的檢測、治療和生物製造的興趣已將 CO 2培養箱從實驗室的好奇心轉變為實驗室操作的重要組成部分。
選擇哺乳動物細胞培養箱包括幾個步驟。該過程首先要有一個既定的、特徵明確的過程或應用,了解所涉及的細胞及其環境要求,並熟悉適用的法規。從那裡,實驗室經理評估最佳生長、清潔和消毒的特定需求、設備將污染引入潔淨室(用於 GMP 設施)的可能性、構造材料、驗證、物理尺寸以及與公用事業和其他設備的接近程度。
“結構材料會影響可清潔性,”賽默飛世爾科技的細胞培養應用科學家 Kris Wronski 說。學術實驗室和生物製藥實驗室之間存在一些明顯的差異,這些差異會影響孵化器的選擇。“GMP 清潔協議更加嚴格和有影響力,尤其是在生產細胞療法的設施中,細胞是最終產品。”
在僅僅指定 cGMP 合規性可以簡化製造環境中的選擇的情況下,大學不存在單一的工作流程分類。
“使學校的購買決定複雜化的是無數的實驗室類型,從“生物學 101”到治療患者的設施,在性能和價值方面都有不同的需求和期望,”Wronski 解釋說。
根據 Wronski 的說法,不銹鋼結構覆蓋了最多的基礎,因為它的強度、耐用性和化學惰性都非常出色,而且這種材料對於細胞培養最關鍵的特性是:可清潔性。
“不銹鋼與您在實驗室中使用的許多清潔劑具有很高的兼容性,”Wronski 說,而且越接近 cGMP 潔淨室,可清潔性變得越重要。“在學術實驗室中,清潔不像 GMP 那樣儀式化,公司需要製定詳細的標準操作程序 (SOP),並且經常使用高濃度的過氧化氫等試劑對孵化器和潔淨室進行消毒。在學術實驗室中,清潔方案要簡單得多,也輕鬆得多。” 例如,學術研究實驗室通常使用帶有塗漆或塗層的不銹鋼外殼的設備。“GMP 設施中極其嚴格的清潔協議會導致這些塗層隨著時間的推移而剝落。”
在孵化器業務中,多年來,賽默飛世爾科技開發了專有的清潔協議並將其納入特定產品。但正如 Wronski 所指出的,許多服務公司如雨後春筍般湧現,專門為細胞培養設備和潔淨室提供清潔和熏蒸服務。
下一級別:cGMP
選擇挑戰對 cGMP 級別的設施具有新的意義,研究人員在其中研究基於細胞的療法以及這些過程所需的極高水平的質量和一致性。Wronski 告訴 Biocompare,在這裡,客戶開始尋找先進的污染控制功能,並提高與清潔程序的兼容性。
“治療細胞可能具有挑戰性,因此必須準確控制所有培養箱參數以維持細胞健康和活力,”Wronski 說。這是用戶在開門後尋求快速恢復操作參數(例如溫度、CO 2水平和濕度)的地方,尤其是對於在缺氧條件下生長的細胞。這些細胞一開始很昂貴,但通常需要一些基因操作,然後是幾天的培養和細緻的護理。“拋棄這些文化會花費金錢和資源並導致延誤。” 這就是為什麼,即使這些實驗室沒有嚴格按照 GMP 運作,指定快速恢復和均勻性也是一個好主意。“如果您的文化參數每次都不完全相同,您的工作將無法重現。”
尋找潔淨室
在 GMP 級別,孵化器通常安裝在潔淨室內,因此實驗室管理人員必須考慮引入孵化器對潔淨室環境的影響。
“將培養箱安裝到潔淨室的過程本身必須得到控制、記錄和驗證,”Wronski 說。驗證需要正式的監管文件,可能很耗時,並且需要製造商文檔的可用性以支持監管審計。“您需要確定及時驗證所需的所有要素,例如特定產品的工廠文件、監管證書的可用性,甚至是所有組件和結構材料(如矽膠、塑料、金屬類型等)的詳細清單。一切都必須是檢查與潔淨室的兼容性,所有這些都必須符合 GMP 規定,而且必須符合公司、環境、OSHA 等。”
學術實驗室和工業潔淨室環境之間的另一個巨大差異是後者對污染控制的重視。我們在此關注微粒污染,因為 GMP 設施中的微生物污染本身就是一個話題,化學污染很少見。
“顆粒污染在學術界並不是一個重要問題,但 GMP 設施一直在警惕房間內所有物理物體(包括人和設備)產生的顆粒,”Wronski 說。
具有諷刺意味的CO 2孵化器,其從外部世界(反之亦然)保護細胞和過程,可以向顆粒排放到外部空氣潔淨室,特別是當在CO 2培養箱中配備了高溫滅菌。
根據 Wronski 的說法,放置在潔淨室中的任何設備都可能導致顆粒排放。“在正常運行期間,CO 2培養箱會向潔淨室環境釋放顆粒。正常操作期間釋放的水平通常很低,但在高溫滅菌循環期間會增加。如果設備沒有設計為盡可能少地排放顆粒,則可能會影響整個潔淨室的操作和合規性。”
Thermo Fisher Scientific 已通過 2021 年 4 月發布的一系列與潔淨室兼容的培養箱直接解決了這個問題。 Heracell Vios CR CO 2培養箱採用了許多標準和附加功能,但其獨特之處在於其完全封裝的結構和拉絲 304 不銹鋼外部,該公司聲稱最大限度地減少了顆粒釋放到潔淨室。Heracell Vios CR 經第三方驗證,適用於符合 ISO 14644-1 的 ISO 5 級和 GMP 級 A/B 環境。這種更高級別的污染控制 CO 2培養箱還與 STERIS 乾燥、非冷凝汽化過氧化氫兼容,這是一種流行的潔淨室淨化程序。
培養箱的選擇取決於細胞的營養和環境要求、特定實驗室的工作流程或過程,以及它們在“教學實驗室”到完整 GMP 的連續統一體中所處的位置。本文涉及消毒和參數控制的最關鍵特徵。不太流行但(對於某些實驗室而言)必不可少的功能之一是模塊化或可移動性,這在空間極其有限的多功能生產環境或潔淨室中至關重要。
“特別是在 GMP 下,操作員必須能夠移動設備以適應不斷變化的工作流程,並在清潔、維護和淨化過程中接觸難以觸及的部件,”Wronski 說。
Dry H 2 O 2:專家的選擇
經過多年對 CO 2培養箱消毒的最佳方法的苦惱,許多(如果不是大多數)專家現在支持將過氧化氫 (H 2 O 2 ) 氣體乾燥作為首選方法。 H 2 O 2氣體到達設備中的每一個角落和縫隙,當與高溫結合時,不會留下冷凝水。
許多製造商銷售可以開箱即用H 2 O 2 的培養箱 ,並且大多數提供技術指導和背景。例如,Caron就該主題發表了一本非常好的 入門書,以宣傳其自己的H 2 O 2就緒型孵化器系列。許多其他製造商也紛紛效仿,包括 PHC,當然還有 Thermo Fisher Scientific,其 選擇指南非常值得研究。
還有一些公司專注於淨化,但不銷售孵化器。其中包括STERIS、Vaisala和MesaLabs。Steris 為生物技術和其他行業製造滅菌系統,而 Vaisala 和 Mesa 則專注於驗證乾式H 2 O 2 滅菌的工具。