随着国际疫情形式的不断蔓延，各国的疫苗生产也在紧锣密鼓地进行着，然而在疫苗生产中也会存在大的挑战，当前使用细胞工厂或培养瓶进行疫苗生产的两大挑战是：空间占用率较高，且可放大的程度化低。若改用大型搅拌式生物反应器又会面对增加成本，废液处理 的相关挑战。

固定床式生物反应器在迎战这两大挑战中发挥着重要作用。固定床生物反应器可用于多种病毒载体和基于病毒载体的疫苗生产。该反应器的主要优势在于剪切力低，搅拌过程中对细胞的损害程度低，并且具有较高的可放大性。不仅如此，用固定床生物反应器进行生产所需的材料需求简单，占用空间小，操作简便有效地节约了单位剂量的生产成本，目前已成为病毒疫苗高产量产的利器。 

一、固定床式反应器的结构及原理

固定床式生物反应器主要用于病毒载体细胞的贴壁培养，一般由控制系统、调节装置、罐体、筛网层组织的固定床等部分组成。固定床中的聚丙烯筛网条带作用主要是实现营养物质的均质供应。生物反应器顶部同时设计有多个配置接口用于在位取样，补料等操作。

二、固定床式反应器生产病毒载体疫苗的方法

1.接入细胞，设定参数

在接入细胞前需要保证接入细胞的接种密度。每类细胞的接种密度也会有所差异，接种前应按生厂商所提供的对应接种密度进行接种操作，并在控制面板中设定好温度、搅拌器速度值、PH区间值、工作体积等工艺参数。

2.细胞扩增，随时监控

细胞扩增过程中，做好定时巡检工作，随时留意监控系统上参值变化。固定床式生物反应器内，当目标细胞生长到一致的细胞密度后，根据细胞状态进行细胞传代扩增培养直至达到目标活细胞总量，才可进入细胞收获。收获时，对于单层贴壁细胞需用新鲜培养基或缓冲液进行漂洗操作，之后再进行解离、离心，细胞计数等作业，完成细胞扩增收获。

3.细胞密度和代谢物分析监测

细胞密度的测定主要采用细胞核计数法，即：根据每天所采集的样品细胞进行解离、离心、染色等操作计算细胞核的数量来判断细胞密度。除此之外，代谢物浓度测定、PH值的监测与调整也必不可少。当PH值的指数离线检测偏离在线探针读数>±0.05pH单位时，需要执行pH偏移。

4.感染过程

当细胞接种密度达到峰细胞密度后，排干耗竭的培养基，灌入含有病毒接种液的新鲜培养基进行生物反应器内感染接种。感染过程一般持续48至72h。采样条上的出现细胞计数耗尽时，可以开始收获。

5.病毒收获

收获原液通过深层过滤器后，收集进入二级容器。再进行病毒收获前，生物反应器内额外用新鲜培养基进行润洗，以保证罐体内无残留的病毒。收获后的病毒源液要离心澄清后才能进行分析操作步骤。

6.噬斑分析

对病毒收获原液取样，通过稀释、染色、漂洗、计数等方式来进行噬斑定量与分析，检验病毒的滴度。

从以上步骤我们可以看出固定床式生物反应器在进行活病毒疫苗载体的生产、病毒澄清和浓缩方面都具有着不可替代的作用。通过生物反应器生产技术可降低疫苗生产设施需求，简化操作，并实现自动化，实现疫苗产品的GMP规模化生产需求。

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