Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2509.06271

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 生物大分子

arXiv:2509.06271 (q-bio)
[提交于 2025年9月8日 ]

标题: 通过氨基酸溶液热力学预测增强细胞培养基中营养物沉淀的计算预测

标题: Computational predictions of nutrient precipitation for intensified cell 1 culture media via amino acid solution thermodynamics

Authors:Jayanth Venkatarama Reddy, Nelson Ndahiro, Lateef Aliyu, Ashwin Dravid, Tianxin Xang, Jinke Wu, Michael Betenbaugh, Marc Donohue
摘要: 大多数市场上治疗性单克隆抗体(mAbs)是使用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞在化学定义的细胞培养基中大规模培养生产的。 由于哺乳动物细胞培养相关的高成本,获得高细胞密度以生产高产品滴度是理想的。 这些生物工艺需要基础培养基中高浓度的营养物质,并定期添加浓缩的补料培养基以维持细胞生长和治疗性蛋白的生产能力。 不幸的是,由于溶液中形成的化学复合物沉淀,补料培养基所需的或最优的营养物质浓度通常受到溶解度的限制。 实验筛选包含50到100种化合物的各种细胞培养基配置可能既昂贵又费力。 本文为利用计算工具理解细胞培养基中营养物质的沉淀奠定了基础,通过研究热力学模型中氨基酸之间的两两相互作用来实现。 已使用一种氨基酸在水中的活度系数数据和两种氨基酸在水中的溶解度数据,确定了一组UNIFAC基团相互作用参数,以预测哺乳动物细胞培养基中多组分系统的热力学行为。 据我们所知,本研究收集的数据是迄今为止报道的最大一组三元体系氨基酸溶解度数据。 这些氨基酸沉淀预测已通过实验测得的三元和四元氨基酸溶液进行了验证。 因此,我们展示了我们的模型作为数字孪生的实用性,通过用基于复杂混合物中各个培养基组分热力学的计算预测来替代营养物质沉淀的经验方法,从而识别最佳的细胞培养基组成。
摘要: The majority of therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) on the market are produced using Chinese Hamster Ovary (CHO) cells cultured at scale in chemically defined cell culture medium. Because of the high costs associated with mammalian cell cultures, obtaining high cell densities to produce high product titers is desired. These bioprocesses require high concentrations of nutrients in the basal media and periodically adding concentrated feed media to sustain cell growth and therapeutic protein productivity. Unfortunately, the desired or optimal nutrient concentrations of the feed media are often solubility limited due to precipitation of chemical complexes that form in the solution. Experimentally screening the various cell culture media configurations which contain 50 to 100 compounds can be expensive and laborious. This article lays the foundation for utilizing computational tools to understand precipitation of nutrients in cell culture media by studying the pairwise interactions between amino acids in thermodynamic models. Activity coefficient data for one amino acid in water and amino acid solubility data of two amino acids in water have been used to determine a single set of UNIFAC group interaction parameters to predict the thermodynamic behavior of the multi-component systems found in mammalian cell culture media. The data collected in this study is, to our knowledge, the largest set of ternary system amino acid solubility data reported to date. These amino acid precipitation predictions have been verified with experimentally measured ternary and quaternary amino acid solutions. Thus, we demonstrate the utility of our model as a digital twin to identify optimal cell culture media compositions by replacing empirical approaches for nutrient precipitation with computational predictions based on thermodynamics of individual media components in complex mixtures.
评论: 32页,8图
主题: 生物大分子 (q-bio.BM) ; 生物物理 (physics.bio-ph); 定量方法 (q-bio.QM)
引用方式: arXiv:2509.06271 [q-bio.BM]
  (或者 arXiv:2509.06271v1 [q-bio.BM] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.06271
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Nelson Ndahiro [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 9 月 8 日 01:39:27 UTC (4,886 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.BM
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-09
切换浏览方式为:
physics
physics.bio-ph
q-bio
q-bio.QM

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号