細胞株開発・クローン選抜
有望クローンを制御条件下で評価します。
主な用途
- 制御条件評価
- 有望クローン確認
- 性能比較
候補クローンの拡大培養
小型バイオリアクター
小型バイオリアクターは、少量スケールで細胞培養や微生物培養を行いながら、pH、溶存酸素、温度、撹拌、ガス供給などを制御できる培養装置です。シェイクフラスコより制御性が高く、商用スケールの培養槽に近い条件を小スケールで再現しやすい点が特徴です。
- 分類
- 候補クローンの拡大培養
- 主な用途
- pH/DO制御 / プロセス開発 / スケールダウン / 条件評価
- 関連モダリティ
- 抗体医薬 / 二重特異性抗体 / Fc融合・組換えタンパク質 / ウイルスベクター / ワクチン / 細胞治療・再生医療 / iPS細胞・幹細胞由来製品 / エクソソーム・細胞外小胞 / mRNA医薬・LNP / 低分子医薬品
- 代表メーカー
- Eppendorf・Sartorius・Getinge / Applikon・INFORS HT ほか計8社
- 関連キーワード
- 小型バイオリアクター / シェイクフラスコ / 並列培養 / 拡大培養 / シードトレイン / 本培養
用途・特徴
小型バイオリアクターは、候補クローンや培養条件を、制御された環境で評価するために使われます。
pH、DO、温度、撹拌、ガス流量、フィードなどを制御できるため、シェイクフラスコでは見えにくい培養特性を確認できます。ガラス製の撹拌槽型、シングルユース容器型、ロッキングモーション型、国内メーカーのカスタム対応装置などがあります。
Point
- pH、DO、温度、撹拌などを制御しながら培養できる
- 培地・フィード条件や培養プロファイルの検討に使われる
- ガラス製、シングルユース、ロッキングモーション型などの形式がある
- 国内メーカー品やカスタム対応装置も候補になる
使用方法
基本的には、培養容器、センサー、撹拌翼、ガス供給、制御条件を準備し、細胞を接種して培養します。
1ベッセル・容器を準備する
2センサー・条件を設定する
3培地を入れて平衡化する
4細胞数・生存率を確認する
5接種密度を調整し接種する
6pH/DO/撹拌を制御し培養
7定期的にサンプリングする
8代謝物・産生量を確認する
9候補クローン・条件を選ぶ
実際の条件は、培養容量、ベッセル形式、撹拌方式、通気方式、pH制御、DO制御、フィード方法、サンプリング頻度、シングルユース対応、スケールアップ戦略によって変わります。
シェイクフラスコとの違いは？
小型バイオリアクターとシェイクフラスコは、どちらも候補クローンの拡大培養に使われますが、制御性と得られるデータが異なります。
結論
シェイクフラスコは「候補を増やすための簡便な培養」、小型バイオリアクターは「制御条件下で候補を評価するための培養」と考えるとわかりやすくなります。
主な目的
候補クローンを簡便に増やす
培養条件を制御して候補クローンを評価する
制御項目
温度、CO2、振とう条件が中心
pH、DO、温度、撹拌、ガス、フィードを制御できる
本培養との近さ
限定的
より近い条件を再現しやすい
データ取得
オフライン測定が中心
オンラインデータや制御履歴を取得しやすい
強み
簡便で多数の候補を扱いやすい
プロセス開発やスケールアップにつなげやすい
注意点
pHやDOを直接制御しにくい
センサー管理、滅菌、設定、消耗品管理が必要
装置タイプの違い
小型バイオリアクターには複数の方式があります。候補クローン評価、培地・フィード検討、スケールアップ検討など、目的に応じて使い分けます。
| タイプ | 内容 | 向く場面 |
|---|---|---|
| ベンチトップ撹拌槽型 | ガラス容器や小型ベッセルを使い、撹拌翼、pH、DO、ガス、温度を制御する | 本培養に近い条件での候補クローン評価、プロセス開発 |
| シングルユース小型 | 滅菌済みのシングルユース容器やバッグを使う小型培養装置 | 洗浄・滅菌負荷の低減、スケールアップ検討、細胞培養 |
| 国内・カスタム対応系 | 国内メーカーが提供する小型・中型培養装置やカスタム対応システム | 研究室の既存設備や用途に合わせた構成検討 |
| ロッキングモーション型 | バッグを揺らして波型の流れを作り、穏やかに混合・酸素供給する | シードトレイン、細胞増殖、ウイルスベクター、細胞治療関連培養 |
| 並列小型バイオリアクター | 複数ベッセルを同時制御し、多条件を並行比較する | クローン選抜、培地・フィード検討、DoE、スクリーニング |
使用される工程
小型バイオリアクターは、候補クローンの評価やプロセス開発で使われます。
候補クローンの拡大培養
シェイクフラスコ後の候補を本培養に近い条件で培養します。
主な用途
- 本培養近似
- 候補拡大
- 条件再現
産生量スクリーニング
抗体産生量や増殖性を小型培養槽で比較します。
主な用途
- 産生量比較
- 増殖性比較
- 候補絞り込み
細胞状態・増殖評価
細胞密度、生存率、代謝状態、培養プロファイルを確認します。
主な用途
- 細胞密度
- 代謝状態
- 培養プロファイル
シードトレイン
本培養へつなぐ前の段階的な拡大培養に使われます。
主な用途
- 段階的拡大
- 立ち上げ
- 拡大管理
本培養条件検討
pH、DO、撹拌、フィード、温度シフトなどの検討に使われます。
主な用途
- pH/DO検討
- フィード検討
- 温度シフト
プロセス開発
培養条件、スケールアップ、培地・フィード条件の検討に使われます。
主な用途
- 条件検討
- スケールアップ
- 培地・フィード
ウイルスベクター製造
HEK293細胞やSf9細胞などの培養条件検討に使われます。
主な用途
- HEK293培養
- Sf9培養
- 条件検討
細胞治療・再生医療
細胞拡大培養やスフェロイド培養などで使われる場合があります。
主な用途
- 細胞拡大
- スフェロイド培養
- 条件検討
各工程で広く使われる基準法・装置・試薬は、各モダリティの工程マップで製造の流れに沿って確認できます。
使用されるモダリティー
小型バイオリアクターは、細胞培養を使うモダリティーで広く使われます。
Fc融合・組換えタンパク質
関連度高
CHOHEK293などの産生細胞
タンパク質産生条件の検討に使われる。
ウイルスベクター
関連度高
HEK293Sf9昆虫細胞など
トランスフェクション、感染、培養条件検討に使われる。
ワクチン
関連度中〜高
細胞基材ウイルス増殖用細胞
細胞培養やウイルス増殖条件の検討に使われる。
mRNA医薬・LNP
関連度低〜中
酵素・原材料製造細胞由来工程
mRNA合成本体では中心的ではない。
メーカー製品
ベンチトップ撹拌槽型バイオリアクター（6）
SartoriusBIOSTAT Bラボスケールの細胞培養・微生物培養に使われるベンチトップバイオリアクター。ガラス・シングルユース容器に対応する構成がある。公式URL 国内取扱 ザルトリウス・ジャパン（日本法人）
シングルユース小型バイオリアクター（5）
CytivaXcellerex XDR 104.5〜10 Lのシングルユース撹拌槽型バイオリアクター。小〜中スケールの細胞培養やスケールアップ検討に使われる。公式URL 国内取扱 サイティバ（日本法人）
佐竹マルチミクスVMF SUB / シングルユース培養撹拌装置0.5〜10 Lの卓上型から50 L以上の自立型まで展開するシングルユースバイオリアクター。スケールアップ検討や細胞培養に関係する。公式URL
EppendorfBioBLU Single-Use Bioreactors硬質壁シングルユース撹拌槽型バイオリアクター。動物細胞用、微生物用などの構成があり、BioFlo制御システムと組み合わせて使われる。公式URL
国内・カスタム対応系（4）
ロッキングモーション型（2）
CytivaXuri Cell Expansion System / WAVE系WAVE rocking technologyをベースにしたシングルユース細胞培養システム。シードトレイン、細胞増殖、ウイルスベクター製造、細胞治療関連培養で使われる。公式URL 国内取扱 サイティバ（日本法人）
SartoriusBIOSTAT RMロッキングモーション方式のシングルユースバイオリアクター。バッグを揺らして培養し、細胞培養やシードトレイン用途に使われる。公式URL 国内取扱 ザルトリウス・ジャパン（日本法人）
関連製品
関連ニュース・解説
装置
製品ニュースNEW07/23
Cytiva、シングルユースバイオリアクター「Xcellerex X-platform」に500L・2000Lを追加
Cytivaが、シングルユースバイオリアクター「Xcellerex X-platform」に500L・2000Lサイズを追加した（2025年、INTERPHEX 2025で展示）。従来の50L・200Lと合わせ、50Lから2000Lまでのスケールアップを一つのプラットフォームで狙うとされる。
解説記事07/16
発酵培地とフィード設計：微生物発酵の生産性を決める栄養と供給戦略
微生物発酵（大腸菌・酵母）の生産性を左右する培地とフィード（供給）設計を、合成培地と複合培地の使い分け、炭素源とオーバーフロー代謝（酢酸・Crabtree効果）、フェドバッチの指数供給・DO-stat・pH-stat、C/N比や微量元素、誘導のタイミングまで、実務目線で整理します。
解説記事07/16
微生物の株構築とセルバンク：発現株の作製・選択マーカー・MCB/WCB
微生物（大腸菌・酵母）の生産株を作る工程を、発現ベクターとゲノム組込み、選択マーカーと抗生物質フリー選択（栄養要求性・オペレーター/リプレッサー）、プラスミド安定性とコピー数、そして2段階セルバンク（MCB/WCB）の樹立と遺伝的安定性の特性解析（ICH Q5B/Q5D）まで、CMC視点で整理します。
解説記事07/04
バイオリアクターの選び方：シングルユース／ステンレス、撹拌／灌流
バイオリアクターは、スケール・モダリティ・生産方式で選び方が変わります。シングルユースとステンレス、撹拌槽・ロッキング（WAVE）・中空糸灌流の違いを、材質・スケール上限・切替コスト・交叉汚染の観点で整理します。
解説記事06/22
レンチウイルスの製造工程とは？物理力価と感染力価の違いも解説
レンチウイルスベクター（LVV）の製造工程を、HEK293Tの一過性トランスフェクションによる産生から清澄化・ベンゾナーゼ処理・メンブレン捕捉・TFF濃縮・無菌ろ過まで順に整理します。壊れやすいエンベロープが設計を規定する理由に加え、p24やVCNで測る物理力価と感染力価の違い、P/I比による力価管理の考え方も解説します。
解説記事06/22
微生物発酵（大腸菌）の製造工程とは？発酵から封入体・精製まで
大腸菌を使った組換えタンパク質の製造工程を、菌株・セルバンクから高密度流加発酵、菌体回収、高圧破砕、封入体の可溶化・リフォールディング、イオン交換・HIC精製、エンドトキシン除去、UF/DFまで順に整理します。
解説記事06/17
シードトレインとは？セルバンクから本培養へつなぐ段階的な培養工程
シードトレインは、セルバンクから融解した細胞を段階的に増やし、本培養へ渡せる状態に整える工程です。本培養の初期条件をどう作るか、VCDだけでは判断できない理由、接種密度と細胞年齢、robustnessとproduction stabilityの切り分けを整理します。
装置
製品ニュース06/16
Sartorius、自動マルチパラレル小型バイオリアクター「Ambr® 250 High Throughput Generation 2」
最大24本の使い捨て250mL容器を自動制御。連続ガス供給とオンライン解析で、スケールダウンモデルの再現性を高めた第2世代。
解説記事06/15
なぜ今みんな「灌流」に動くのか──2,000Lで2万L級をまかなう連続生産の現実味
ICH Q13で承認の道筋が整い、灌流培養が「研究の技」から「商用の選択肢」へ。設備の小ささが効いてくる。
解説記事06/14
微生物の宿主・発現系の選び方とは？大腸菌・酵母・糸状菌
組換えタンパク質の微生物発現における宿主・発現系（大腸菌・酵母・糸状菌）の選び方を、糖鎖修飾・可溶性/封入体・コドン最適化・プロモーター誘導・不純物プロファイルの観点から比較し、目的タンパク質の性質から逆算して選定する実務的フレームをCMC視点で解説する。
解説記事06/11
使い捨てバイオリアクター、20年でここまで来た──「ステンレスが当たり前」を覆した話
20年前、商用生産を使い捨てで回すなど無謀とされた。HyPerforma S.U.B.の歩みから、シングルユースが何を変えたかを振り返る。
解説記事06/09
バイオリアクターのスケールアップとは？大きくするほど難しくなる理由
スケールアップは、小さな培養槽で確立した条件を商業生産用の大きなバイオリアクターへ引き上げる工程です。なぜ単純に大きくできないのか、何が変わり、どのパラメータを見るのかを、工程の視点から整理します。
装置
製品ニュース05/08
Thermo Fisher、細胞治療向けシングルユースバイオリアクター Gibco CTS DynaXS を発売
細胞治療の製造に向けたシングルユースバイオリアクター。初期開発からcGMP製造まで、同じワークフローでカバーする。
掲載情報の確認日：2026年7月（メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください）