細胞株開発・クローン選抜
多数の候補クローンを並行して培養し、増殖性や産生量を比較します。
主な用途
- 候補並行培養
- 増殖性比較
- 産生量比較
候補クローンの拡大培養
並列培養装置
並列培養装置は、複数の培養条件や複数の候補クローンを、同時に小スケールで培養・比較するための装置です。培地、フィード、接種密度、pH、DO、温度などを変えながら、増殖性、産生量、代謝状態を比較できます。抗体医薬のCHO細胞株開発では、候補クローンの絞り込みや培地・フィード条件検討、スケールダウンモデルの構築などに使われます。
- 分類
- 候補クローンの拡大培養
- 主な用途
- 多条件比較 / 高スループット / クローン選抜 / DoE
- 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
- Sartorius・Getinge / Applikon・ABLE / ABLE Biott・Eppendorf ほか計10社
- 関連キーワード
- 並列培養 / シェイクフラスコ / 小型バイオリアクター / 産生量スクリーニング / 培地 / 本培養
用途・特徴
並列培養装置は、複数条件を同じタイミングで比較できる点が特徴です。
抗体医薬の細胞株開発では、候補クローン、培地、フィード条件を多数比較し、高産生で増殖性の良い条件を見つけるために使われます。小容量のマイクロバイオリアクターや、複数ベッセルを持つ多連小型バイオリアクター、マイクロプレート型などがあります。
Point
- 培地・フィード条件、pH、DO、温度などの検討に使われる
- シェイクフラスコよりデータ取得や条件比較をしやすい
- 本培養に近い制御条件でスクリーニングできる装置もある
- 高スループット化により、開発初期の候補絞り込みを効率化できる
- CHO細胞向けと微生物・発酵寄りの装置は分けて考える必要がある
使用方法
基本的には、複数の培養容器やマイクロバイオリアクターに、候補クローンや条件を割り付けて同時に培養します。
1候補クローン・条件を決める
2培養条件を設計する
3各ベッセルに培地を準備する
4細胞数・生存率を確認する
5各条件に細胞を接種する
6pH・DO・温度等を設定する
7並行して培養する
8産生量・代謝物を測定する
9条件間で比較し次段階を選ぶ
培地・フィード検討やDoEにも向いています。実際の条件は、ベッセル数、培養容量、制御できる項目、シングルユース容器の有無、自動サンプリング、液体ハンドリング、データ解析、GMP対応の有無によって変わります。
シェイクフラスコ・小型バイオリアクターとの違いは？
並列培養装置は、シェイクフラスコと小型バイオリアクターの中間または発展形として使われることがあります。
主な目的
候補を簡便に拡大する
制御条件下で候補を評価する
複数候補・複数条件を同時に比較する
スループット
中
低〜中
高
制御性
低〜中
高
中〜高
主な制御項目
温度、CO2、振とう
pH、DO、温度、撹拌、ガス、フィード
装置によりpH、DO、温度、フィードなどを並列制御
得られるデータ
オフライン測定中心
オンライン制御・記録が可能
条件間比較、トレンド、スクリーニングデータ
向く場面
初期拡大、簡便な比較
本培養に近い条件評価
クローン選抜、培地・フィード検討、DoE
注意点
制御性に限界がある
台数や容量に制限がある
消耗品、液体ハンドリング、解析設計が重要
並列培養装置は「多数の候補や条件を、できるだけ同じ環境で比較するための装置」と考えるとわかりやすくなります。
装置タイプの違い
並列培養装置には、マイクロバイオリアクター型、多連小型バイオリアクター型、マイクロプレート型、外部サービス型などがあります。
| タイプ | 内容 | 向く場面 |
|---|---|---|
| マイクロバイオリアクター・高スループット並列培養 | 小容量の培養容器を多数並べて、候補クローンや培養条件を高スループットに比較する | CHOクローン選抜、培地・フィード検討、初期プロセス開発 |
| 多連小型バイオリアクター | 複数の小型ジャーやベッセルを並列制御し、pH、DO、撹拌、フィードを個別に制御する | 本培養に近い条件での多条件比較、DoE、培養条件最適化 |
| マイクロプレート・小容量スクリーニング | マイクロプレートやディープウェル形式で、多数条件を小容量で評価する | 微生物培養、発酵条件検討、初期スクリーニング |
| 小型ガラス・撹拌槽型の並列運用 | 複数の小型撹拌槽型バイオリアクターを並べて運用する | プロセス開発、スケールダウンモデル、詳細条件検討 |
| 外部並列培養サービス | 外部のバイオリアクター設備をクラウド型・受託型で使い条件検討を行う | 自社に設備がない場合のプロセス開発、条件探索 |
使用される工程
並列培養装置は、候補クローンの比較や培養条件検討で使われます。
候補クローンの拡大培養
小容量で候補クローンを拡大し、次段階へ進める候補を選びます。
主な用途
- 小容量拡大
- 候補選抜
- 次段階判断
産生量スクリーニング
抗体産生量、細胞密度、生存率、代謝物を比較します。
主な用途
- 産生量比較
- 細胞密度
- 代謝物比較
培地・フィード検討
培地組成、フィード条件、添加タイミングを比較します。
主な用途
- 培地組成
- フィード条件
- 添加タイミング
プロセス開発
pH、DO、温度、撹拌、フィードなどの条件検討に使われます。
主な用途
- pH/DO検討
- 撹拌条件
- フィード検討
シードトレイン検討
接種密度や培養立ち上がり条件の比較に使われます。
主な用途
- 接種密度
- 立ち上がり条件
- 比較
本培養条件検討
スケールアップ前に、小スケールで培養プロファイルを確認します。
主な用途
- プロファイル確認
- スケールアップ前検討
- 条件最適化
DoE
複数因子を組み合わせた実験計画法による条件探索に使われます。
主な用途
- 実験計画法
- 多因子探索
- 条件最適化
ウイルスベクター製造
トランスフェクション条件、感染条件、培養条件の比較に使われます。
主な用途
- 導入条件
- 感染条件
- 培養条件比較
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
並列培養装置は、多条件比較が必要な細胞培養系で使われます。
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最適化に使われる。
ウイルスベクター
関連度高
HEK293Sf9昆虫細胞など
導入条件、培養条件、感染条件の比較に使われる。
ワクチン
関連度中〜高
細胞基材ウイルス増殖条件
細胞培養条件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
細胞由来原料評価細胞酵素製造関連
mRNA合成本体では中心的ではない。
メーカー製品
マイクロバイオリアクター・高スループット並列培養（4）
SartoriusAmbr 15 Cell Culture24または48の培養を10〜15 mLスケールで並行実施できる自動化マイクロバイオリアクター。CHOクローン選抜、培地・フィード検討、初期プロセス開発に使われる。公式URL 国内取扱 ザルトリウス・ジャパン（日本法人）
SartoriusAmbr 250 High Throughput250 mLスケールの並列バイオリアクターシステム。プロセス開発、スケールダウン、培地・フィード条件検討に使われる。公式URL 国内取扱 ザルトリウス・ジャパン（日本法人）
多連小型バイオリアクター（5）
EppendorfDASbox Mini Bioreactor System最大24基の小型バイオリアクターを並列運転できるシステム。60〜250 mLの小容量で研究・プロセス開発に使われる。公式URL
小型ガラス・撹拌槽型の並列運用（4）
マイクロプレート・発酵寄り高スループット培養（2）
外部並列培養サービス（1）
Culture BiosciencesCloud Bioreactor Platform複数の小型バイオリアクターをクラウド型サービスとして利用し、条件検討やプロセス開発を外部で並列実施できるサービス。自社設備がない場合や開発スピードを上げたい場合に使われる。公式URL
関連製品
シェイクフラスコ候補クローンを小スケールで増やす基本的な培養容器。製品ガイドで見る →小型バイオリアクターpHやDOを管理しながら候補クローンを培養する装置。製品ガイドで見る →小型シングルユースバイオリアクター使い捨て容器を使う小型のバイオリアクター。製品ガイドで見る →CRISPR／Cas9ゲノム編集宿主細胞の標的遺伝子を編集し、発現や選抜に適した細胞基盤を整える技術。製品ガイドで見る →CHO細胞用トランスフェクション抗体遺伝子をCHO細胞などへ導入するための試薬・導入条件。製品ガイドで見る →エレクトロポレーター電気パルスで細胞へDNA、RNA、Cas9 RNPなどを導入する装置。製品ガイドで見る →
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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）