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实验设计法在优化表达Fc融合蛋白的CHO细胞发酵培养工艺中的应用汇报人：2024-01-29

引言实验材料与方法实验结果与分析发酵工艺优化策略探讨实验设计法在工艺优化中的优势与局限性结论与展望contents目录

01引言

优化表达Fc融合蛋白的CHO细胞发酵培养工艺对于提高生产效率、降低成本、改善产品质量具有重要意义。实验设计法是一种有效的优化方法，可以帮助研究人员快速找到最佳的培养条件，提高Fc融合蛋白的产量和质量。Fc融合蛋白是一种重要的生物药物，具有广泛的应用前景，如治疗癌症、自身免疫性疾病等。研究背景与意义

实验设计法简介实验设计法是一种基于统计学原理的科学实验方法，通过合理的设计实验方案，减少实验次数，提高实验效率。常见的实验设计法包括析因设计、响应面设计、正交设计等，可以根据实验目的和条件选择合适的设计方法。实验设计法的优点包括节省时间、降低成本、提高实验精度和可重复性。

CHO细胞发酵培养工艺概述01CHO细胞是一种常用的哺乳动物细胞系，广泛应用于生物药物的生产。02CHO细胞发酵培养工艺包括细胞培养、发酵过程控制、产物分离纯化等步骤。03影响CHO细胞发酵培养的因素包括培养基成分、温度、pH值、溶氧浓度、搅拌速度等。04优化CHO细胞发酵培养工艺可以提高细胞的生长速度和产物的表达量，同时降低生产成本和提高产品质量。

02实验材料与方法

细胞株与培养基细胞株选用表达Fc融合蛋白的CHO细胞株，具有高效表达和稳定遗传的特性。培养基采用适用于CHO细胞生长和蛋白表达的优化培养基，含有必需的营养成分和生长因子。

温度维持在37°C，以提供适宜的细胞生长环境。pH值控制在7.0-7.2范围内，以保持细胞生长和蛋白表达的稳定性。溶氧通过调整搅拌速度和通气量，维持溶氧浓度在适宜范围内，以满足细胞对氧气的需求。发酵培养条件

Plackett-Burman设计：用于初步筛选对Fc融合蛋白表达有显著影响的发酵培养条件因素。Box-Behnken设计：在最陡爬坡实验确定的中心点附近进行Box-Behnken设计，以建立关键因素与响应值之间的二次多项式模型，并优化得到最佳发酵培养条件。验证实验：在优化得到的最佳发酵培养条件下进行验证实验，以确认模型预测的准确性和可靠性。最陡爬坡实验：根据Plackett-Burman设计结果，确定关键因素的变化方向和步长，进行最陡爬坡实验以逼近最大响应区域。实验设计法应用策略

03实验结果与分析

溶解氧（DO）监测通过在线监测DO值，实时调整搅拌速度和通气量，维持适宜的氧供。pH值监测实时监测发酵液pH值，通过流加酸碱溶液进行调整，保持稳定的酸碱环境。细胞密度监测通过定期取样检测细胞密度，了解细胞生长状况，为补料和收获提供依据。营养物消耗监测监测葡萄糖、氨基酸等关键营养物的消耗情况，及时调整补料策略。发酵过程参数监测

03生物学活性检测通过体外细胞实验或动物实验检测Fc融合蛋白的生物学活性，验证其功能。01蛋白浓度测定通过ELISA等方法测定发酵液中Fc融合蛋白的浓度，评估表达水平。02蛋白质量分析采用WesternBlot、HPLC等方法分析蛋白的纯度、糖基化等质量属性。Fc融合蛋白表达水平分析

关键影响因素识别与优化发酵条件优化诱导剂使用优化补料策略优化基因工程手段应用通过单因素实验和正交实验等方法，优化温度、pH值、DO等发酵条件，提高蛋白表达水平。根据细胞生长和营养物消耗情况，优化补料成分和补料时机，维持细胞稳定生长和高表达。通过基因敲除、过表达等基因工程手段，改造CHO细胞株，提高Fc融合蛋白的产量和质量。优化诱导剂种类、浓度和使用时机，提高蛋白诱导表达效率。

04发酵工艺优化策略探讨

氮源调整根据细胞生长和蛋白表达需求，调整培养基中的氮源种类和浓度，如氨基酸、蛋白胨等。无机盐与微量元素添加适量无机盐和微量元素，以满足细胞生长和代谢过程中的需求。碳源优化选择适合CHO细胞生长和Fc融合蛋白表达的碳源，如葡萄糖、半乳糖等，并调整其浓度以满足细胞能量需求。培养基成分调整策略

温度控制优化培养温度，使之适合CHO细胞的生长和Fc融合蛋白的表达。pH值调整维持稳定的pH值环境，以保证细胞正常生长和蛋白表达。溶氧控制通过调整搅拌速度、通气量等参数，控制溶氧水平，以满足细胞对氧气的需求。剪切力优化降低培养过程中的剪切力，以减少对细胞的损伤。发酵条件优化策略

利用基因工程技术，对CHO细胞进行遗传改造，以提高Fc融合蛋白的表达水平。基因工程手段利用适应性进化技术，筛选出具有优良性状的细胞株，用于发酵生产。适应性进化通过代谢工程手段，优化细胞代谢途径，提高目标产物的合成效率。代谢工程改造应用基因组编辑技术，对CHO细胞基因组进行精准编辑，以改善其生产性能。基因组编辑技胞株遗传改造策略