赋能疫苗工艺精细化开发, Numera®自动化采样系统实现发酵全过程可靠监测
作为防控传染病最高效、经济且可持续的核心手段,疫苗是守护公共卫生与畜牧养殖安全的关键屏障。随着生物制药技术迭代,疫苗品类持续升级,从传统减毒、灭活疫苗,逐步发展出核酸疫苗、病毒载体疫苗、病毒样颗粒疫苗等第三代创新剂型。其中,针对畜禽食源性致病菌的新型疫苗研发,成为解决细菌耐药、食品安全、人畜共患病防控的热门赛道,而发酵工艺的精准监测与参数优化,是决定疫苗候选株表达效率、成品质量与量产可行性的核心关键。
空肠弯曲杆菌是全球高发的食源性致病菌,极易通过污染家禽肉类传播,引发人体腹泻、关节炎等并发症,且普遍存在抗生素耐药问题,目前全球暂无获批的针对性疫苗,市场与医疗需求迫切。为此,苏黎世应用科技大学联合Malcisbo AG,依托专属糖工程平台技术,成功研发新型口服减毒活疫苗,通过在减毒沙门氏菌菌株外膜,重组表达弯曲杆菌高度保守的N-聚糖抗原,可有效覆盖多血清型菌株,动物试验已初步验证其减菌防护效果,具备优异的产业化潜力。
疫苗产业化研发的核心难点,在于精准把控发酵工艺参数,平衡菌株增殖密度与抗原表达活性。传统人工采样模式不仅耗时耗力、采样频次受限,无法覆盖夜间无人值守时段,还容易出现采样误差、样品活性损耗、数据断层等问题,难以支撑长周期、连续性的发酵工艺优化,严重制约疫苗工艺迭代与量产落地。
为攻克这一工艺痛点,本次研发全程搭载Securecell Numera®模块化自动化采样系统,搭配Lucullus®工艺控制软件,完成了长达245小时的超长周期连续发酵监测,完美补充传统人工采样的短板,实现疫苗发酵工艺的全时段、高精度、无人化监测。该系统支持多反应器并行高频次微量采样,依托≤2%标准差的精准稀释技术与专属过滤工艺,保障样品处理高度精准稳定;同时配备低温样品储存模块,可完好留存样品活性,适配后续流式细胞术、生化分析、HPLC等多维度检测需求。
在长周期连续发酵实验中,研发团队通过调控培养基底物配比,探究不同工艺条件对菌株细胞密度、抗原表达量、细胞大小分布的影响。实测数据证实,Numera®自动采样所得的光密度、抗原表达、细胞粒径分布等核心数据,与人工采样检测结果高度吻合,数据一致性、可靠性极强。尤其在80–145小时无人值守的发酵阶段,系统稳定完成高频次自动采样、低温存样,全程无需人工干预,完整填补了传统采样的监测空白,精准捕捉到不同工艺阶段菌株生长与抗原表达的动态变化规律。
实验进一步验证,菌株增殖与抗原表达存在差异化工艺适配特征:发酵中后期更利于菌株抗原高效表达与大尺寸优势菌株富集,而特定阶段更适配菌株高密度增殖,为疫苗工艺参数优化、培养基配比迭代、量产工艺定型提供了精准的数据支撑。
此次应用实践充分印证,Numera®自动化采样系统可完美适配疫苗长周期发酵工艺开发场景,有效解决传统人工采样数据碎片化、人力成本高、无法全天候监测的行业痛点。凭借高精度采样、无人值守运行、样品稳定保存、多设备兼容的核心优势,该系统能够全方位赋能疫苗工艺精细化研发、参数优化与稳定性验证,为新型疫苗从实验室研发到工业化量产的高效转化,筑牢可靠的工艺监测根基。