随着生物制药行业对于降本增效，工艺灵活性和创新工艺需求的提升，越来越多的企业开始布局强化工艺技术路线。根据Continuous and Semi-Continuous Bioprocessing Market, 2021-2030的行业报告，可以发现：
从2021到2030年，连续流工艺的市场规模可达到649亿美金，CAGR为7%
从上下游工艺来看，涉足上游强化工艺的企业更多，占比超过85%
从工艺步骤来看N-1阶段和N阶段灌流是目前企业布局的主流工艺，占比约80%。
2024赛多利斯推出的上游强化工艺有四种模式，分别是N-1灌流、CFB（Concentrated fed-batch）、动态灌流（Dynamic perfusion）和灌流工艺开发（Process Development）。四种强化工艺的优劣势汇总如下：
*以年产量300kg/Year（50批）计算
接下来，通过实际案例分享，一起探讨在200L规模，如何搭建N阶段的动态灌流（Dynamic Perfusion），以及重点考察方向。
STR200L 进行Dynamic Perfusion，培养时间20days
实验材料和方法
Biostat STR 200L反应器
Flexsafe STR 200L细胞培养袋
BioPAT Viamass在线活细胞密度电极
BioPAT Trace在线葡萄糖/乳酸电极
SU ATF6 及相关管路连接组件
实验步骤
安装细胞培养袋：将Flexsafe STR 200L安装至200L反应器中，并连接通气/尾气管路；
连接电极：插入温度电极，连接PH/DO电极，连接Viamass电极和Trace电极；
进培养基：向培养袋中打入培养基（145L），打开搅拌和温控以及pH控制，过夜底层通气校正饱和溶氧，同时考察培养基无菌性。
电极校准：培养基在袋子里水合过夜后，进行校准（PH/DO电极校准，温度电极校准/Viamass校准/Pump校准）
接种：种子培养在RM（工作体积25L的袋子）中，密度为4E6cells/mL。接种STR200后，种子密度为0.45E6cells/mL。
设置培养参数：如下表。
连接ATF：通过Opta无菌快接头与细胞培养袋进行连接，ATF速率为12ml/min。
实验结果及讨论
本次动态灌流培养，细胞MVCD可以达到56E6cells/mL，高于预期的MVCD（45E6cells/mL）。Day15天之前细胞活率维持95%以上，Day20天收获时的活率为79.1%。细胞代谢情况良好，Lac比较低，NH4和渗透压在可接受范围内。
培养过程罐体重量控制稳定，说明STR在灌注培养中，可以很好的实现重力反馈控制。
培养过程中，PH和DO电极的在线监测值在一定范围内稳定，说明STR可以实现细胞培养过程中的PH和DO稳定控制。
培养过程中，通过BioPAT Viamass进行在线检测活细胞密度值与离线值趋势相同，说明Viamass用于检测培养过程中细胞活细胞密度的变化具有很好的可参考性。
Day4开始，通过BioPAT Trace进行在线的Glucose浓度检测值与离线取样测量值的变化曲线一致。说明，Trace用于检测细胞培养glucose具有很好的可参考性，可作为feed和补Glucose的依据以及反馈控制。
总结
在200L规模，想要搭建动态灌流平台，可以从设备配置、培养袋灵活性，以及工艺控制方面考虑是否满足要求，以STR200L反应器为例：
设备方面：STR反应器标配Load cell称重模块，可以关联Feed或者Harvest，轻松实现罐体恒重。其次，设备配备2个尾气加热套，保障了高密度培养过程中通气的顺畅，使这个培养过程安全可控。
培养袋方面：灵活配置多样化的接口形式（KPC/OPTA），用于ATF和传统PH/DO电极的连接，满足不同的工艺需求。整个培养过程中，各个接口均未发生漏液或折叠的情况，保障了培养过程的无菌安全。另外，该培养袋配置2×3叶斜桨和Combi-sparger，保证了细胞培养体系良好的混合和传质效果，支持高密度细胞培养。
工艺控制方面：PH和DO在整个培养过程中，可以得到稳定的监测和反馈控制。BioPAT Viamass和Trace实际测量偏差在1%以内，可以作为工艺控制的依据，以及未来做反馈控制的依据。
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