在現代生物醫學領域中,細胞文化技術的發展為諸多應用提供了基礎,其中懸浮文化為製造抗體提供了理想的環境。細胞懸浮文化是指在一種攪拌的生長介質中,單個細胞或小的細胞聚集可以進行功能與增殖,形成懸浮狀態的技術。這項技術使得非附著性細胞線,如造血細胞、植物細胞和昆蟲細胞等,可以在無需附著於表面的情況下持續增長。
懸浮文化與附著文化相比,讓細胞更具靈活性並能在更大的容器中擴展。
懸浮文化的歷史與細胞與組織文化的歷史息息相關。早在1885年,威廉·魯溪便開創了未來的組織文化,研發出可維持活細胞的生理鹽緩衝液。隨著1907年羅斯·格蘭維爾·哈里森發展出體外細胞文化技術,以及1910年蒙特羅斯·托馬斯·巴羅斯與亞歷克西斯·卡雷爾的合作,懸浮文化逐漸成形。卡雷爾在此基礎上創建了永利長生的細胞系,也就此開啟了細胞文化的新篇章。
懸浮文化的細胞需要一些特別的裝置來維持其懸浮狀態,例如磁力攪拌器和圓盤式搖床。在實驗室中,對於懸浮細胞文化的維護雖然與附著細胞文化類似,但卻有其獨特之處。懸浮細胞文化需要攪拌,以避免細胞沉澱到培養瓶的底部,這使其獲得所需的氧氣和養分。如果不加以攪拌,細胞會因缺氧及養分不足,最終導致死亡。
懸浮文化給予細胞更大的自由度,然而攪拌卻可能對細胞造成剪切力的影響,導致細胞壓力。
在商業應用方面,懸浮文化有助於大量生產產品,包括抗體和酶等。然而,儘管懸浮細胞文化的優勢明顯,但可用於商業化的哺乳類細胞系卻相對較少。當今大規模懸浮文化多用於非哺乳類細胞,以生產重組蛋白、疫苗等產品。舉例來說,雜交瘤細胞的抗體生產、啤酒發酵、CHO細胞中的治療蛋白生產等,都是懸浮文化的具體運用。
懸浮文化的優勢在於容器的體積限制,而非細胞的表面面積,這使得細胞擁有更大的增殖潛力。
隨著技術的不斷進步,懸浮文化未來的發展潛力將使之成為更多生物產品製造的系統基礎。隨著細胞工程生技的進步,這是否將徹底改變我們對於抗體生產的認知與執行方式?