在大流行期间，实验室设备的压力越来越大，这凸显了对更有效的细胞收集技术的需求。现有的不锈钢和一次性塑料格式的技术，要么受到电池密度增加的限制，要么无法持续运行，导致操作人员经常停机
考虑到这一点，阿法拉伐分离和食品系统业务部门经理Ian Forrester讨论了培养分离技术的新发展如何有助于缓解需求。
在体外培养和收获细胞培养物的能力是迄今为止生物科学中最令人兴奋的发展之一。
这一过程的潜在应用是巨大的，从干细胞自我更新，无动物肉和乳制品的生产，以及最相关的制药工业-疫苗的制造。
目前有多种技术用于进行培养分离，包括微过滤，深度过滤和离心，后者逐渐成为行业标准。
这一过程加速了自然沉淀，通过在离心机中旋转细胞培养物，固体和周围流体之间的密度差导致分离发生。
多余的液体被排出，操作员留下一个分离的细胞培养物，从中他们可以收获疫苗生产所需的重要蛋白质。
目前，这种方法被用于制造小儿麻痹症、麻疹、腮腺炎、风疹和水痘疫苗。这些疾病中有许多曾经是致命的，但由于栽培收获技术的出现，这些疾病几乎都消失了。这样，细胞采集对现代医学的重要性就非常明显了。
更重要的是，在最近的大流行中，它的重要性只会继续增长。从2020年到2021年，COVID-19影响了全球数百个国家，无疑是迄今为止现代医疗行业面临的最严峻挑战。
尽管世界上的医疗行业对使用疫苗来对抗疾病并不陌生，但他们从未需要在如此短的时间内生产如此多的疫苗。
新冠疫情导致的需求增加，使当前培养技术的低效成为人们关注的焦点，并表明国家实验室可能会有更高效的发展方式。
尽管培养分离对医疗行业具有重要意义，但目前的技术存在一些缺陷，影响了收获过程的效率。
到目前为止，离心机有两种形式:一种是使用不锈钢圆盘，可以消毒并再次使用，另一种是由一次性塑料制成。
尽管每一种设计都声称可以减轻对方的缺点，但它们都无法达到“真正的”效率，因为每种设计都有自己的局限性。
不锈钢离心机，曾经的行业标准，吹嘘可重复使用的金属盘插槽到离心碗。在两次循环之间，这些圆盘经过消毒，以便再次使用，这与塑料圆盘不同。
然而，消毒圆盘本身往往是一项耗时的操作，同时还会产生用于消毒的化学品的额外费用。
事实上，尽管不锈钢离心机具有可重复使用的特性，但频繁消毒所消耗的化学物质实际上使不锈钢离心机不如塑料离心机环保。
一次性塑料离心机通过使用可回收的塑料圆盘和插入物来避免消毒的需要，这些圆盘和插入物一旦使用过就会被丢弃，但这样做是有代价的。
到目前为止，一次性型号只能以批处理格式提供，牺牲了像不锈钢版本那样连续操作的能力。
对于操作人员来说，这意味着多余的液体不会被排出，需要间歇性地进入内部碗进行人工处理。在实验室环境中，这同样会对生产力有害，因为它需要操作员随时可以丢弃废料。
通过绕过灭菌的需要所获得的优势被没有连续操作所抵消，使得对整体生产力的影响在功能上与金属的对应方相同。
过滤系统提供了使用离心机的另一种选择，但在分离细胞培养物方面越来越无效。高滴度、细胞密度增加和工艺强化的出现，使得传统离心机和过滤溶液更难处理的材料。结果是产量下降，分离不良和细胞破裂时，试图处理更新的细胞发酵。
此外，目前市场上的培养分离器标准(包括两种格式)不能保证对细胞培养物的一致性和/或温和处理。细胞，就其本质而言，是极其脆弱的生物，因此必须极其小心地对待，以免细胞壁或细胞膜破裂。
这一过程被称为裂解，会导致细胞的解体和内部有价值的蛋白质的损失，这意味着培养物不能被重新加工以获得更多有用的物质。
将额外的杂质释放到有价值的液体中也极大地复杂化了分离目标蛋白质的工作。可以理解的是，当使用离心机将细胞加速到高速时，发生这种情况的风险是可以接受的，但目前的技术并没有采取有效的措施将其降至最低。
因此，培养产量经常受到零星发生的裂解的损害，再次阻碍了培养收获过程的整体效率。
从不锈钢离心机和一次性塑料离心机的缺点来看，显然这两种形式都不适合承担医疗行业的需求。
这两种模型都具有限制制药制造商操作时间的特性，并且都不能保证在加速过程中不会偶尔发生裂解，这意味着整体生产速度反过来受到损害。
随着目前的技术不再符合标准，阿法拉伐等公司已经认识到需要开发结合可重复使用和一次性使用格式的优点的解决方案。这一开发的结果是CultureOne，业界第一个用于一次性细胞培养处理的优质分离系统。
不锈钢离心机的主要限制之一是需要定期对内部金属碗进行消毒，因此开发一次性部件的解决方案一直是优先考虑的问题。
这是通过预先消毒的聚丙烯部件来完成的，例如阿尔法拉瓦尔的UniDisc和Spinsert技术。这样的创新允许操作员通过简单地处理100%可回收磁盘堆栈并在使用后插入，使其流程的正常运行时间最大化，插入式外壳系统允许快速插入新磁盘，以便离心机可以开始下一个周期。
然而，新技术也对现有的一次性平台进行了重大改进。到目前为止，使用可回收塑料部件的离心机仅以批处理格式提供，需要操作员间歇访问以排放废料。
通过将塑料系统的一次性使用特性与在运行过程中排出液体的能力相结合，现代离心机能够在没有任何人为交互的情况下连续运行。
CultureOne的TopStream功能等功能的集成对这一发展至关重要，使新型离心机能够以高端金属型号的效率处理废料。
现代培养分离器也能够确保更仔细地处理中心碗内的物质，这意味着由于裂解而导致细胞培养物的解体是很少发生的。
例如，CultureOne的离心机在每个循环中以高达5000 RPM的速度旋转，内部内容物承受高达12,000 x g的力。
这种速度导致了较短的沉降距离和较大的分离面积，反过来实现了持续的高生物量产量高达98%，每个循环。至关重要的是，这一过程还可以使细胞培养物完整地恢复，这意味着如果需要，可以对它们进行再加工。
这些增强对整体生产力的影响是可以衡量的。最值得注意的是，连续操作和插入式预消毒组件(如盘堆或离心碗)的组合，可以大大增加离心过程的正常运行时间，而不需要手动弹出或周期之间的消毒。
此外，无需担心裂解，操作员可以通过对细胞培养物进行再加工来最大限度地利用它们，同时每次循环都能从材料中获得持续的高蛋白质产量。通过最大限度地减少停机时间和最大限度地提高产量，CultureOne等新技术可以达到现代实验室环境所要求的生产力水平。
大流行同时给当前的文化收获技术带来了压力，并突出了其缺点。不锈钢和一次性培养分离器的操作都受到间歇停机的阻碍，这意味着整个实验室的生产力反过来受到损害。
因此，我们应该寻求能够提高性能和产量的新技术，以有效满足蓬勃发展的行业需求。
