Development of an Immobilized Adsorbent for in situ Removal of Ammonium Ion from Mammalian Cell Culture Media and its Application to a Mammalian Cell Bioreactor: I. Development of Immobilized Adsorbent System

동물세포 배양액으로부터 암모늄 이온의 동시제거를 위한 고정화 흡착제의 개발과 동물세포 배양 시스템에의 응용: I. 고정화 흡착시스템 개발

Three types of adsorbents were developed by immobilizing synthetic zeolite, Philipsite-Gismonine, in alginate, cellulose acetate and dialysis membrane for the in situ removal of ammonium ion which inhibits growth and productivity of animal cells such as CHO cells producing tPA. Ammonium ion removal efficiency and cell growth promoting effect with various immobilized adsorbents were evaluated and the membrane type was selected as an optimal immobilized adsorbent. The experiments were then simulated by adding 8mM ammonium chloride and immobilized adsorbent in order to validate the removal effect under high density cell cultures. The results showed increase in maximum cell density by three times, in cell viability, and in tPA productivity by 40%. And it was found that the promoting effects were more significant in case of high ammonium ion concentration system. It was also found that the optimum addition time for immobilized adsorbents was 48 hr in the absence of ammonium chloride addition and 72 hr in the presence of ammonium chloride addition.

CHO 세포외 성장 및 생산성을 저해하는 엄포늄 이온의 동시 제거를 위해 PhJlhpsite~Gismondine 합성 zeolite가 alginate, cellulose acetate. dialysis membrane에 고정화된 흡착제가 개발되었다. 고정화 흡착체에 의한 암모늄 이온의 제거 효율 및 비에 따른 세표성장의 증진효과를 비교한 결과 최적의 고정화 흡착제로 membrane type이 선정되었다. 암모늄 이온의 제거 효파를 더욱더 명확하게 하고 고멸도의 세포 배양을 모사하가 위하여 8mM의 ammonium chloride를 첨가하고 membrane type 고정화 흡착제를 투여하여 암모늄 이온의 동시제거 효과를 조사한 결과 최대 세포 농도가 3배 이상 증가하였으며 생존율 역시 증가하였고 40%정도의 tPA 생산성 향상올 보여 주었다­. 이러한 증진 효과는 암모늄 이온의 고농도 시스템일수록 커졌다. 고정화 흡착제의 최적 투며 시기를 조사해본 결과 ammonium chlonde를 첨가하지 않았을 때 membrane type 고 정화 흡착제의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 48시간이었고, 8mM의 ammonium chloride를 침가한 경우의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 72시간이었다.