細胞培養技術是製（zhì）藥生產、再生醫學、食品（pǐn）科（kē）學及（jí）材料工程領域的核（hé）心基礎，其質量直接（jiē）影響下遊（yóu）研（yán）究與產業應（yīng）用成效。細胞（bāo）培養基作為細胞生長的“營（yíng）養核心（xīn）”，包（bāo）含維持細胞活性的必（bì）需成分，針對特定場景優化配方（fāng）是提升培養效率的關鍵。近年來，機器學（xué）習成為（wéi）培養基優化的重要工具（jù），但實驗數據中的生物變異性（如細（xì）胞行為波動（dòng）、設備噪聲（shēng））卻製（zhì）約模型精度（dù）。而在細胞培養（yǎng）全（quán）流程中，凍存管（guǎn）液（yè）氮罐作為樣本長期存儲的關鍵設備，其-196℃穩（wěn）定低溫環境，能為優化後獲得的高活性細胞提（tí）供安全保障，銜接“培（péi）養-存（cún）儲”環節的連續（xù）性。
近期，一項研究通過構建可應對生物變異性的機器（qì）學習模型，成功應用於無血清培養基優化。研究以製藥領域常用的CHO-K1細胞為對象，將其置於不同配方培養基中（zhōng）培養，量化生物變異性後，整合培養（yǎng）基成分、細胞密度等數據到多算法機器學習框架（jià），並通過“訓練-驗證”迭代提升模型（xíng）可靠性。最終開發的專用無（wú）血清（qīng）培養基，使細（xì）胞密度（dù）達市售產品的1.6倍，充分證明模型捕捉細胞獨特營養需求的（de）能力。在實驗後續環節，當獲得高活性CHO-K1細胞樣本後，需通過液氮凍存管分裝，再放入凍存（cún）管液氮罐中保存，避免樣本因代謝活動失活，確保後續實驗或生產能基於優質樣本展開。同時，針對實驗室批量樣本管理需求，大口徑液氮容器憑借便捷的存取（qǔ）優勢，可減少開蓋損耗，提升樣本管理效率。
由於生（shēng）物變異性是生物實驗的固有特性，該機器（qì）學習方案具有（yǒu）廣泛適用（yòng）性，可拓展（zhǎn）至（zhì）微生物培養、植物組織培養等領域，為（wéi）降低研發（fā）成本、縮短（duǎn）周期提供支（zhī）持。當前，生物製藥與再生醫學產業對高效細胞培養技術及配套設備需求激增，通過（guò）機器學習優化的培（péi）養基，結合凍（dòng）存管液氮罐等低溫存儲設備形成的“培養（yǎng）-存儲”一體化方案，能進一步提升生物樣本（běn）利用效率，為新藥研發、細（xì）胞治（zhì）療等（děng）領域突破提供（gòng）關（guān）鍵支撐。
該研究得到日本學術振（zhèn）興會（JSPS）KAKENHI項目（編號21K19815、25K22838及JP25KJ0680）支持（chí），相關成果為（wéi）生物工程技術創新提供重要參考，未來有望通（tōng）過產業應用，為（wéi）生物產業高質量發展注入新動能。
來源：news-medical.net
