세포 배양 시에 단계적으로 스케일업을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 동물세포를 배양하고자 할 때 처음부터 큰 용량의 플라스크에서 배양을 진행하는 것이 아니라 작은 규모에서 배양한 후에 큰 용량의 플라스크에 옮겨 배양을 하는데요, 이처럼 단계적 스케일업을 하는 이유가 무엇인지 궁금합니다.
세포 배양에서 단계적으로 스케일업을 하는 것은 단순히 기술적인 습관이 아니라, 세포의 생리적 특성과 배양 환경의 제약을 고려했을 때 꼭 필요한 과정인데요, 동물세포는 일정한 세포 밀도가 되어야만 효율적으로 증식합니다. 초기부터 큰 용기의 플라스크에 소량의 세포를 심으면, 세포 간 상호작용이 부족하여 성장 속도가 느려지고, 쉽게 사멸할 수 있습니다.따라서 작은 용기에서 일정한 밀도까지 채운 후 점점 더 큰 용기로 옮기면, 항상 세포가 성장 가능한 최적 밀도 구간에 있도록 유지할 수 있습니다.
또한 큰 용기에 소량의 세포를 바로 배양할 경우 영양분은 과잉 상태인데 세포는 적어 이를 효율적으로 활용하지 못합니다. 동시에 배양액의 pH 변동이나 노폐물 축적이 세포 성장에 불리하게 작용할 수 있으므로, 이때 단계적으로 배양하면 세포 수와 영양분 소비가 균형을 이루어 안정적인 환경을 제공합니다. 감사합니다.
1명 평가가장 큰 이유는 비용과 안정성 때문입니다.
초기 배양 단계에서는 소규모로 다양한 실험을 진행하며 최적의 조건을 찾습니다.
만약 처음부터 대규모로 배양을 시작한다면, 배양 조건이 맞지 않아 세포가 오염되거나 죽게 되면 막대한 양의 배지, 시약, 그리고 세포주를 낭비하게 되죠.
그래서 소규모 배양을 통해 배지의 종류나 pH, 온도, 가스 농도 등 최적의 배양 조건을 찾아내고, 이후 대규모 생산 시 실패 가능성을 줄일 수 있는 것입니다.
그리고 소규모 배양에서 대규모 배양으로 전환할 때, 산소 공급이나 영양분 농도, 전단 응력 등 물리적 환경이 크게 변할 수 있습니다.
그렇기 때문에 단계적으로 스케일업하면 각 단계에서 배양 환경 변화에 대한 세포의 반응을 면밀히 관찰하고, 새로운 환경에 적응시키기 위한 최적의 방법을 찾을 수 있습니다. 이는 최종 생산 단계에서 균일하고 안정적인 세포 품질을 유지하는 데 필수적이죠.
세포 배양 시 단계적으로 스케일업을 하는 이유는 세포의 성장에 필요한 최적의 세포 농도를 유지하고 배양 비용을 절감하기 위함입니다. 너무 낮은 세포 농도에서는 세포의 성장 속도가 느려지거나 사멸할 수 있으며, 소규모 배양부터 시작하면 고가의 배지와 시약을 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한 각 단계에서 배양 상태를 확인하며 오염 등의 문제를 조기에 발견하고 대처함으로써 대규모 배양 실패의 위험을 줄일 수 있습니다.
안녕하세요. 이성현 전문가입니다.
세포가 생장함에 있어 세포간의 signaling 또한 중요한 작용을 하기 때문입니다. 접종된 세포의 양의 적을 경우, 세포가 원활한 생장이 이뤄지지 않기에 적정 세포 수의 접종을 위해 단계적 스케일업을 하는 것입니다.