スロット シャイニングライト

栄養源であるグルコースのインラインモニタリングとグルコース濃度の予測モデルに基づいた自動投入機能により、人手では難しかった濃度コントロールを実現させ、細胞培養の自動化を可能にしました。

細胞活動の高精度なリアルタイムモニタリングが可能

インラインセンサによりグルコースと乳酸の濃度、生細胞密度をリアルタイムかつ高精度に推定することで、細胞活動をリアルタイムに測定することを可能にしました。

高度制御による自動培養を実現

細胞培養のために専用設計されたモデル予測制御アルゴリズムにより、サンプリングレスで高精度なグルコース濃度の自動制御を可能にし、細胞活動の制御による自動培養を実現しました。

詳細

細胞活動を計測する技術

近赤外(NIR)分光分析法により、細胞が取り込む栄養源の濃度と,細胞が細胞外へ排出する代謝産物の濃度をリアルタイムに測定します。栄養源と代謝産物が近赤外光を吸収することから、培養液中に設置した測定プローブにより近赤外吸光スペクトルを取得することで濃度変化を捉えます。 細胞は、栄養源を細胞内に取り込んで代謝することでエネルギーを生み出し、抗体やタンパク質などの医薬品を生産します。そこで、細胞が取込んだ栄養源(グルコース)と代謝によって細胞外に排出した代謝産物(乳酸)をモニタリングすることで、培養中の細胞活動を計測することができます。

細胞状態を計測する技術

生きている細胞数を計測する技術

電気インピーダンス測定法により、生きた細胞の個数をリアルタイムに測定します。電場中に存在する生きた細胞は、細胞膜の内外に電荷を分極させる誘電緩和の現象を起こします。一方、死んだ細胞では細胞膜が壊れてしまっているため電荷の分極は起きません。その結果、生きた細胞の数に比例して培養液のキャパシタンスが変化します。 この特性を利用して、培養液中に設置した測定プローブで培養液のキャパシタンス変化を測ることで、生きている細胞数を計測することができます。

生きている細胞数を計測する技術

細胞の代謝を予測して制御する技術

細胞の動きを数式でモデル化することで、細胞の代謝状態を予測して,細胞が医薬品を生産するために適切な培養環境に制御します。細胞の代謝状態の変化は、細胞の増殖速度や栄養源の消費速度の変化に表れます。そこで、生きている細胞数と栄養源や代謝産物の濃度のリアルタイムな測定値を入力とする細胞代謝の数理モデルを構築することで、細胞の増殖速度や栄養源の消費速度を推定、予測します。この予測に基づいて培養環境を制御することで、細胞活動を最適に維持することができます。

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概要:

リアルタイムモニタリングと予測制御の技術を用いて、仮想空間で様々な実験シミュレーションが行える「デジタルツイン」の世界を実現します。

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