바이오/의료 2022년 동물·미생물 세포배양 현황분석

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  동물/미생물 세포배양이란 ‘동물 생체로부터 분리한 세포’ 또는 ‘미생물’을 성장 및 번식 시키는 과정을 의미 ▪ 세포배양은 1차배양, 2차배양, 대량배양으로 나눌 수 있으며, 1차 세포배양에서 세포는 조직에서 직접 추출되고 통제된 조건에서 처리되며, 2차 세포배양에서 1차 세포의 계대 배양으로 첫 번째 계대 배양 후 서브 클론 또는 세포주가 됨. 대량배양은 바이오의약품 등의 대량생산을 위해 세포주·미생물을 Scale-up하여 다량 증식시키는 것을 의미함 [ 바이오 전략분야 내 동물/미생물 세포배양 시스템 위치 ] * 출처 : 바이오경제 실현을 위한 바이오산업 이슈 진단, 한국과학기술기획평가원, 2017.12, ㈜윕스 재구성  동물/미생물 세포배양 시스템은 기본적으로 동물세포, 미생물 등의 생물체 성장을 위한 조건을 제공하여 얻고자 하는 생물학적 활성 성분을 생산하기 위하여 개발·설계됨 ▪ 표준 세포배양 프로토콜은 무균기술, 1차 세포 분리, 세포 계대배양, 동결보존 및 해동, 마이코플라스마 감염에 대한 세포 테스트, 세포 계수, 세포 형질감염으로 구성됨 ▪ 바이오의약품 제조 프로세스에서 배양 시스템은 ‘균주·세포주 해동 단계’, 플라스크 및 증식용 배양기가 사용되는 ‘종배양(Seed Culture) 단계’, 대용량 생산용 배양기가 사용되는 ‘본배양 (Production Culture) 단계’로 구분됨 ▪ 균주·세포주 해동과 종배양 단계는 균주·세포주 접종을 시작으로 본배양을 위한 초기 농도에 충분히 도달할 때까지 증식시키는 것을 주목적으로 함 ▪ 본배양 단계는 증식된 균·세포를 주입한 후 초기 활성 농도의 범위를 확인하고 온도, pH, 산소농도, 배지농도 등의 조건을 조절하고 모니터링하여 대용량 배양을 수행함 동물/미생물 세포배양 시스템7  세포배양은 생물학의 기초 연구뿐만 아니라 공학 및 제약 등의 다양한 연구 및 실용화 분야 에 이용되는 필수 불가결한 작업 중 하나임 ▪ 세포주, 미생물은 수명이 제한되어 있으며 이러한 세포와 배양균은 백신 연구, 단백질 치료, 암 연구와 같은 분야에서 널리 사용되고 있음  동물세포 및 미생물 배양에 필요한 장치로는 CO2인큐베이터(incubator), 생물 안전 작업대(Biosafeth Cabinet), 무균실험대(Clean bench), 원심분리기(Centrifuge), 실험실용 냉장고와 냉동고, 자동 세포 계수기(Automated Cell Counter), 세포 이미징 시스템(cell imaging system) 등이 있음 ▪ CO2 인큐베이터: 공기에 5 %의 이산화탄소가 추가된 기체 조성이 유지되도록 고안된 장치로 대개 100 %의 습도와 37 ℃를 유지하고 CO2를 공급하여 배지 내 탄산 완충용액에 의한 수소이온 농도(pH)를 조절하는 장비 ▪ 생물 안전 작업대: 무균상태의 작업 공간을 만들어주는 장비로 공기를 통해 감염되는 미생물, 바이러스로부터 연구자를 보호하는 동시에 작업환경과 시험샘플을 외부 오염된 공기로부터 보호하는 장비 ▪ 무균실험대: 세포배양용 배지 등이 박테리아나 곰팡이 등에 의해 오염되는 것을 방지하기 위한 장비▪ 원심분리기: 배지 중에 부유하는 세포를 분리하는 장비 ▪ 실험실용 냉장고와 냉동고: 온도에 민감한 배지, 샘플, 시약 등을 보관하기 위한 장비 ▪ 자동세포 계수기: 배양세포의 개수와 생사를 자동으로 분석해주는 장비 ▪ 세포 이미징 시스템: 배양 세포 관찰 장비