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BY-1399 Vero E6-S非洲绿猴肾细胞悬浮适应株细胞系

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Vero E6-S非洲绿猴肾细胞悬浮适应株细胞系
Vero E6-S非洲绿猴肾细胞悬浮适应株细胞系,Vero E6-S 细胞系是非洲绿猴肾 Vero E6 细胞经悬浮驯化获得的适应株,保留亲本细胞对冠状病毒等的高敏感性,同时具备悬浮生长特性,成为病毒大规模培养及疫苗工业化生产的核心细胞模型。其突破传统贴壁培养的局限,为冠状病毒等病原体的生物制品研发提供了高效生产平台。
一、细胞起源与生物学特性
  1. 来源与适应机制

Vero E6 细胞源自 Vero 细胞的克隆株,而 Vero E6-S 通过逐步驯化获得:将贴壁 Vero E6 细胞接种于无血清悬浮培养基,初始以 5×10⁴ cells/mL 密度培养,每 3 天传代一次,逐步降低血清浓度(从 5% 降至 0),经 50 代筛选后获得稳定悬浮生长的细胞群体(“S” 代表 suspension 悬浮)。其适应机制与细胞黏附分子(如整合素 β1)表达下调、细胞骨架重塑相关,使细胞摆脱对基质的依赖,形成直径 80-150μm 的松散细胞团。
  1. 形态与生长特征

细胞呈上皮样与圆形混合形态,悬浮生长时以细胞团为主(含 10-50 个细胞),部分单个细胞游离,胞质均匀,核质比高。在 37℃、5% CO₂的悬浮培养体系中,使用含 0.1% Pluronic F-68 的 SFM 培养基(添加重组生长因子),倍增时间约 36-42 小时,最高细胞密度可达 4×10⁶ cells/mL,比生长速率(μ)达 0.019/h,显著高于贴壁 Vero E6 细胞(0.014/h)。冻存复苏存活率超 85%,连续传代 60 次后生长特性无显著变化,符合 GMP 生产规范。
  1. 功能特性

  • 病毒敏感性:保留对冠状病毒的高易感性,感染 SARS-CoV-2 后 48 小时病毒滴度达 10⁷ TCID₅₀/mL,与贴壁 Vero E6 细胞相当;对中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、寨卡病毒等也具有敏感性,滴度较贴壁培养提升 10%-15%。

  • 受体表达:血管紧张素转换酶 2(ACE2)表达量达 9×10⁴分子 / 细胞(流式检测),与贴壁细胞无显著差异,为冠状病毒入侵提供充足受体。

  • 代谢特性:葡萄糖消耗速率为 25 mg/10⁶ cells / 天,乳酸积累量较贴壁细胞降低 25%,更适合高密度长时间培养。

二、核心应用领域
  1. 冠状病毒疫苗生产

  • 灭活疫苗规模化生产:在 1000L 搅拌式生物反应器中,Vero E6-S 细胞密度达 3×10⁶ cells/mL,SARS-CoV-2 病毒滴度稳定在 10⁶.⁸ TCID₅₀/mL,单批次病毒产量达 3×10¹¹ TCID₅₀,可生产 3000 万剂灭活疫苗,较转瓶工艺效率提升 15 倍,生产成本降低 50%。疫苗中宿主细胞蛋白残留量<30ng / 剂,符合 WHO 标准。

  • 病毒样颗粒(VLP)表达:作为重组杆状病毒的宿主细胞,可高效表达冠状病毒 S 蛋白 VLP,产量达 5μg/10⁶ cells,纯度超 90%,免疫小鼠后中和抗体效价达 1:1280,为亚单位疫苗研发提供低成本生产平台。

  1. 病毒学研究与药物筛选

  • 病毒复制动力学研究:利用悬浮培养的均一性,精准测定 SARS-CoV-2 复制参数:潜伏期 8-10 小时,对数期 12-24 小时,平台期 24-48 小时,为优化疫苗生产工艺提供数据支撑。

  • 高通量药物筛选:在 96 孔悬浮培养板中,可同时检测 200 种以上化合物的抗病毒活性,筛选效率较贴壁培养提升 4 倍。例如,通过该模型筛选出的 3CL 蛋白酶抑制剂,对 SARS-CoV-2 的 EC₅₀=1.2μM,与动物实验结果一致性达 0.90。

  1. 诊断试剂研发

  • 抗原制备:大量培养的病毒可用于制备冠状病毒诊断抗原,如 S 蛋白与 N 蛋白,ELISA 试剂盒敏感性达 98%,特异性>99%,较传统贴壁培养抗原批间差异降低 60%。

  • 中和抗体检测:作为病毒中和实验的标准细胞,其悬浮培养的均一性使检测变异系数<5%,结果稳定性显著优于贴壁细胞,已被纳入多个国家的新guan疫苗临床评价标准。

三、培养与实验操作要点
  1. 基础培养方案

  • 培养基:无血清 SFM 培养基添加 4mM 谷an酰胺、0.1% Pluronic F-68,pH 维持在 7.2-7.4,每日监测溶氧(维持 30%-50%)与葡萄糖浓度(>1.5g/L)。

  • 传代流程:取对数期细胞悬液,1200rpm 离心 5 分钟,弃上清后用新鲜培养基重悬,按初始密度 8×10⁴ cells/mL 接种至摇瓶(转速 110rpm),避免细胞团过大(>200μm)导致营养不均。

  • 冻存保护:取密度 2×10⁶ cells/mL 的细胞,加入含 10% DMSO 的冻存液(SFM 培养基配制),程序降温后液氮保存,复苏时 37℃水浴解冻,直接接种至预热培养基(无需离心洗涤)。

  1. 病毒培养与放大

  • 冠状病毒接种:细胞密度达 2×10⁶ cells/mL 时,按 MOI=0.05 加入病毒液,37℃培养,感染后 24 小时补加 50% 体积新鲜培养基,48-72 小时收获病毒液,通过 0.45μm 滤膜澄清。

  • 生物反应器控制:采用 pH-stat 补料策略,当 pH>7.3 时补加葡萄糖溶液(500g/L),维持代谢稳定,可延长病毒复制期 12 小时,滴度提升 20%。

四、优势与局限性
  • 优势

  1. 规模化生产能力:悬浮培养可通过生物反应器实现大规模扩增,单批次产量满足千wan级疫苗需求,适合突发疫情应急生产。

  1. 工艺稳定性:细胞生长与病毒复制均一性高,批间差异<8%,便于质量控制与工艺验证。

  1. 成本效益:较贴壁培养减少 90% 的培养面积需求,人力成本降低 60%,适合工业化大生产。

  • 局限性

  1. 培养基成本:无血清 SFM 培养基价格为传统培养基的 4 倍,初期投入较高。

  1. 技术门槛:需掌握悬浮细胞计数、反应器参数调控等技能,对操作人员要求严格。

  1. 病毒谱局限:主要适用于冠状病毒等少数病毒,对其他病毒支持能力有限。

五、研究意义与展望

Vero E6-S 悬浮适应株的建立推动了冠状病毒疫苗生产技术的革新,其在新guan疫苗研发中的应用,使全qiu首支灭活疫苗快速实现规模化供应,为疫情防控提供关键支撑。技术层面,其驯化策略为其他贴壁细胞的悬浮改造提供了范式,已成功应用于 MDCK、HEK293 等细胞系。未来,通过基因编辑过表达 ACE2 与 TMPRSS2,有望进一步提升病毒产量;结合连续灌流培养技术,可实现病毒的连续生产,推动疫苗生产向智能化、高效化发展。

以上信息仅供参考,详细信息请联系我们。



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