細胞培養基作為生物制品生產的重要原材料之一,其質量對生物制品有重要的影響。細胞培養基的生產工藝和細胞培養基的原材料選用、生產過程及檢驗過程中的質量控制對于細胞培養基的產品質量具有直接影響。其中原材料的成份及其質量直接決定了細胞培養基產品的質量及安全性,選擇合適的物料是實現細胞培養基功能過程中需要解決的基礎問題。生產工藝的選擇(如原料的研碎、混合技術等)及生產過程中的質量控制等直接影響產品的溶解性、批生產量及批次間差異,進而影響產品的質量。
而細胞培養基的檢測項目為生物制品廠家控制原材料質量提供一定的依據,但是隨著生物制品安全性要求的提高,其所檢內容還有待完善,就目前的檢測方法如下:
1. 澄清度檢查法
該方法依據中國藥典2010版二部附錄IX B 澄清度檢查法制定。澄清度是檢查藥品溶液的渾濁程度,即濁度,藥品溶液中如存在細微顆粒,當直射光通過溶液時,可產生光散射和光吸收的現象,致使溶液微顯渾濁,所以澄清度可在一定程度上反映藥品的質量和生產工藝水平。水是培養基的溶劑,細胞培養基中的營養成份只有完全溶解于水才能被細胞吸收攝取,細胞才能生長增殖,因此培養基是否溶解以及培養液是否透明澄清直接影響培養基使用。通過對水溶解后的培養基的澄清度檢查,判斷細胞培養基的溶解性。此法是用規定級號的濁度標準溶液與供試品溶液比較,以判定細胞培養液的澄清度或其渾濁程度。
2. PH 值測定法
各種細胞的正常功能及一切生物化學反應,都是在適當和穩定的酸堿環境下進行的,因此細胞培養基的pH值是細胞生長的重要參數,pH值偏低或偏高都會影響細胞生長。該法依據中國藥典2010年版二部附錄Ⅵ H pH值的測定法進行。由于各酸度計的精度與操作方法有所不同,應嚴格按各儀器說明書與注意事項進行操作,并在使用之前注意校正。
在工業化使用時,由于傳統的細胞培養基中含有pH指示劑如酚紅等,通常依據“眼睛”觀察培養液顏色來判定pH,或是簡單的使用pH試紙測定,但是上述方法存在較大的主觀因素,影響正確判定,并且在配制的過程中,不同區域還可能存在一定的水質區別等,采用pH儀器檢測可以消除人的主觀因素,準確性高。此外,在檢測過程中,添加碳酸氫鈉后的培養基在測定的過程中,暴露在空氣中的時間也會對所測pH的準確性有一定的影響。
3. 干燥減量測定方法
細胞培養基具有吸濕性,在空氣中放置時水份會很快升高,干燥減量表示產品中的含濕量。細胞培養基是有菌制劑,其豐富的營養成份有利于微生物生長,保持培養基中的低水份含量可以防止微生物的繁殖。檢測細胞培養基中水份的含量采用的方法是干燥減量法。該測定方法是依據中國藥典2010年版二部附錄Ⅷ L 干燥失重測定法制定,具體是指產品在規定條件下干燥后所減失重量的百分率。減失的重量主要是水分、結晶水及其他揮發性物質等。由減失的重量和取樣量計算供試品的干燥失重。
4. 滲透壓
通常動物細胞必須生活在等滲環境中,借助K+、Na+維持滲透平衡。雖然大多數細胞對滲透壓具有有一定的耐受性,但是培養液滲透壓過高容易使細胞脫水萎縮,培養液滲透壓過低容易使細胞膨脹破裂,控制培養基的滲透壓范圍對于細胞培養具有重要的作用。檢測通常采用冰點滲透壓儀進行,當供試品溶液的毫滲透壓摩爾濃度太大或大于儀器的測定范圍時,用適宜的溶劑稀釋至可測定的毫滲透壓摩爾濃度范圍。
5. 細菌內毒素檢測方法
細菌內毒素是許多病原性細菌所產生的毒素。細胞培養基中細菌內毒素過高,對生物制品的質量如純度、引起副反應等方面有影響,而且會降低生物制品的產率。
細菌內毒素檢查法通常利用鱟試劑來檢測或量化由革蘭氏陰性菌產生的細菌內毒素,以判斷供試品中細菌內毒素的限量是否符合規定的一種方法。其檢查包括凝膠法和光度測定法,后者包括濁度法和顯色基質法。供試品檢測時,可使用其中任何一種方法進行試驗。通常當測的結果有爭議時,以凝膠法結果為準。
6. 微生物限度
細胞培養基不是無菌產品,其中的微生物在一定條件下會吸收培養基中的營養物質滋生繁殖,導致培養基變質失效。控制細胞培養基中細菌和霉菌,是延長培養基有效期的方法之一,也是對生產企業的產品、原料、輔料、設備器具、工藝流程、生產環境和操作者的衛生狀況進行衛生學評價的綜合依據之一,對其的檢測是非常必要的。檢測方法依據中國藥典2010年版附錄Ⅺ J 微生物限度檢查法進行,檢查項目為細菌數、霉菌數。
7. 細胞生長試驗
細胞在體外進行培養時,失去了機體的調節和控制作用,因此,細胞培養液除滿足細胞的營養要求外,還必須使其生存環境接近活體的環境。其中培養液及外環境的培養條件如溫度、滲透壓、酸堿度等均能影響細胞的生長。細胞培養基的功能就是滿足細胞體外生長增殖需求,因此細胞培養效果的檢驗是產品質量優劣的一個直觀表述,是必檢項目,這也是一個產品性能特性表述的要求。
細胞培養檢測方法是:細胞在37℃恒溫條件下,在含體積分數為3%~10%小牛血清的細胞培養液中生長72h,觀察細胞形態并進行細胞計數;細胞生長72h后,更換不含小牛血清的細胞培養液,繼續培養48h,觀察細胞形態并進行細胞計數。培養過程中加血清培養主要檢測培養基的培養質量,不加血清培養主要檢測培養基的有無毒害物質。
細胞生長實驗不但在使用一個新的產品時是必須進行的檢測項目,在更換不同批次時,為檢測是否有批間差也必須進行;此外,即使是同一個批次,分次購買時,或是存放擱置較長時間再次使用時,也需進行該項目檢測,以防止培養基在貯存、運輸過程中可能發生的質量變化。