乳酸代謝是細(xì)胞培養(yǎng)工藝開發(fā)和優(yōu)化中的核心環(huán)節(jié)，直接影響細(xì)胞的生長、存活率以及目標(biāo)蛋白（如治療性抗體）的產(chǎn)量和質(zhì)量。

1. 葡萄糖攝入：細(xì)胞從培養(yǎng)基中攝取葡萄糖作為主要能量和碳源。

2. 糖酵解：葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中被分解為丙酮酸（Pyruvate），并產(chǎn)生少量的ATP（能量貨幣）。

3. 乳酸生成：當(dāng)細(xì)胞處于高速增殖階段、氧氣供應(yīng)相對不足或線粒體功能繁忙時(shí)，大量的丙酮酸不會(huì)進(jìn)入線粒體進(jìn)行高效的有氧代謝（TCA循環(huán)），而是在乳酸脫氫酶（LDH）的作用下，被還原為乳酸。這個(gè)過程稱為“有氧糖酵解”或“Warburg效應(yīng)”。

可以簡單總結(jié)為：

葡萄糖 → 丙酮酸 → 乳酸

1. 降低培養(yǎng)基pH值：乳酸是一種有機(jī)酸，它的積累會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基pH值下降。雖然生物反應(yīng)器有pH自動(dòng)控制系統(tǒng)（通過添加堿如NaHCO?來中和），但這會(huì)增加滲透壓和鹽濃度，對細(xì)胞造成額外壓力。

2. 抑制細(xì)胞生長和活力：高濃度的乳酸（通常 > 20-40 mM，因細(xì)胞系和工藝而異）對細(xì)胞有毒性，會(huì)顯著抑制細(xì)胞增殖，降低細(xì)胞存活率（Viability），從而導(dǎo)致最終細(xì)胞密度下降。

3. 影響產(chǎn)品質(zhì)量：乳酸積累改變的代謝環(huán)境可能影響蛋白質(zhì)的糖基化（Glycosylation）等關(guān)鍵質(zhì)量屬性，導(dǎo)致產(chǎn)物異質(zhì)性增加。

4. 增加代謝負(fù)擔(dān)：細(xì)胞需要消耗能量來處理乳酸的毒性，從而減少了用于生長和蛋白合成的能量。

1. 細(xì)胞生長減慢或進(jìn)入穩(wěn)定期：增殖減緩，能量需求降低。

2. 葡萄糖濃度下降：碳源減少，細(xì)胞開始尋找替代能源。

3. 乳酸濃度達(dá)到一定水平：高乳酸本身可能作為一種信號或底物。

• 進(jìn)入TCA循環(huán)：乳酸被氧化回丙酮酸，然后進(jìn)入線粒體，參與三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)），產(chǎn)生大量能量（ATP）。

• 糖異生作用：在某些情況下，乳酸可以作為前體物質(zhì)用于合成葡萄糖或其他氨基酸。

• pH更穩(wěn)定：乳酸被消耗，減輕了pH控制的壓力。

• 細(xì)胞活力維持更久：毒性降低，細(xì)胞進(jìn)入更健康的“維持”階段，有利于延長生產(chǎn)期（Production Phase）。

• 提高產(chǎn)量和效率：細(xì)胞能更有效地利用營養(yǎng)物質(zhì)，將更多碳源導(dǎo)向目標(biāo)蛋白的合成，而不是浪費(fèi)性地產(chǎn)生乳酸。

• 控制葡萄糖濃度：采用灌流（Perfusion） 工藝或動(dòng)態(tài)補(bǔ)料（Dynamic Feeding） 策略，將葡萄糖濃度維持在一個(gè)較低但非限制性的水平（例如，~2-4 mM），避免糖濃度過高導(dǎo)致“溢流代謝”（Overflow Metabolism）和乳酸大量生成。

• 替代碳源：添加谷氨酰胺（Glutamine）、谷氨酸（Glutamate）或其他氨基酸作為替代能量源，可以減少對葡萄糖的依賴。

• pH：優(yōu)化pH設(shè)定值（通常 around 7.0），略高的pH可能有利于乳酸消耗。

• 溶解氧（DO）：優(yōu)化溶解氧水平，避免過低（導(dǎo)致無氧代謝）或過高（產(chǎn)生氧化應(yīng)激）的情況。

• 下調(diào)LDH活性：降低乳酸脫氫酶的表達(dá)或活性，從源頭上減少乳酸生成。

• 引入乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：促進(jìn)乳酸從細(xì)胞中排出或攝入，減輕胞內(nèi)酸中毒。

• 增強(qiáng)線粒體功能：促進(jìn)丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化代謝，而不是轉(zhuǎn)化為乳酸。

• 軟件界面操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，具有審計(jì)追蹤功能；

• 10 L，20 L，50 L三種托盤規(guī)格供選擇，托盤及培養(yǎng)袋安裝均無需拆擰螺絲，簡單快速完成安裝操作；

• 支持灌流功能，泵流速具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)補(bǔ)料及收獲；

• 通氣，pH/DO，灌流功能模塊可根據(jù)工藝需求方便組合選配；

• 增加部分聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，更適用細(xì)胞治療客戶應(yīng)用場景；

• 使用氣體質(zhì)量流量計(jì) (MFC) 對氣體進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量。