基于数字全息显微镜的自动化存活率检测方法在多种工业生物生产培养物中得到验证

《Scientific Reports》：Automated viability estimation from digital holographic microscopy validated on heterogeneous industrial bioproduction cultures

　　

摘要

细胞存活率是生物生产中的关键参数，但目前大多数工厂仍依赖手工的离线检测方法。本研究提出了一种基于无标记数字全息显微镜的新技术，用于评估细胞存活率。与以往在受控实验室条件下验证的方法不同，该技术无需针对特定培养条件进行重新校准，即可适用于多种CHO细胞生物生产场景。研究使用了来自工业和学术机构的40种细胞培养物构成的大型异质数据集进行验证，这些培养物涵盖了不同的细胞系、培养基、生产模式以及多种细胞密度，其中有一种培养物的细胞密度高达1亿个/毫升。尽管这项研究是在离线光学平台上进行的，但其光学设计较为简单，未来可兼容在线及内联检测技术的应用。为展示该技术除评估细胞存活率之外的潜在应用，研究人员还在有限数据集上进行了探索性分析，结果表明基于数字全息显微镜的监测技术还能提供其他与生产相关的信息，比如早期检测细胞存活率下降的情况，以及其与重组蛋白产量的关联。总体而言，这些研究结果表明，数字全息显微镜有望成为新一代非侵入式、多参数的监测工具，助力更精准的先进生物生产过程控制。