乳酸從生成到消耗的代謝轉(zhuǎn)變是哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)中一個普遍的特征，這種轉(zhuǎn)變有利于細(xì)胞維持活率和提高蛋白產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)，2000 L一次性生物反應(yīng)器(Single-Use Bioreactor，SUB)CHO細(xì)胞批次流加培養(yǎng)中，高PCO₂下細(xì)胞乳酸代謝出現(xiàn)先消耗再生成的現(xiàn)象。雜交瘤細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)和葡萄糖限制的CHO細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)中，在高PCO₂情況下乳酸比生成速率增加。原因可能是控制pH的細(xì)胞培養(yǎng)中，高PCO₂酸化溶液導(dǎo)致堿液加入，大規(guī)模反應(yīng)器混合不均一性導(dǎo)致加入堿液時局部pH過高，增加了控制pH所需的加堿量，刺激了乳酸再生成。

同時，堿液的加入使 CO₂+H₂O?H++HCO₃^? 的平衡右移，HCO₃^? 堆積引起高滲透壓，影響細(xì)胞乳酸代謝。高PCO₂、低pH和高滲透壓三者單獨對乳酸再生成的影響不顯著，三者共同作用才導(dǎo)致乳酸再生成，這種乳酸再生成現(xiàn)象可以通過增加CO₂逸出消除。雜交瘤細(xì)胞2000 L培養(yǎng)中，高PCO₂引起乳酸比生成率增加，通過提高通氣速率(從1 LPM(Liter Per Minutes，升/分鐘)提高到2.5 LPM)，可以達(dá)到降低乳酸(濃度降低50%)的目的。相反，高PCO₂也可能導(dǎo)致乳酸生成速率降低，幼倉鼠腎細(xì)胞(Baby Hamster Kidney, BHK)灌流培養(yǎng)中PCO₂從約84mmHg升高到約230mmHg時，乳酸比生成率降低。搖瓶培養(yǎng)中雜交瘤細(xì)胞和CHO細(xì)胞乳酸比生成率隨PCO₂升高而降低。因此不同細(xì)胞和不同培養(yǎng)方式中，PCO₂對細(xì)胞乳酸代謝的影響不同。

CHO細(xì)胞批次流加培養(yǎng)中，同樣的pH水平下高PCO₂抑制乳酸代謝狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。PCO₂較高(20% CO₂)的培養(yǎng)組(高PCO₂組)與PCO₂(12.5% CO₂)降低的培養(yǎng)組(對照組)相比，乳酸的代謝沒有發(fā)生從產(chǎn)生到消耗的轉(zhuǎn)變。高PCO₂組細(xì)胞在乳酸代謝轉(zhuǎn)變之前(指對照組乳酸代謝轉(zhuǎn)變之前)糖酵解水平、TCA循環(huán)和呼吸作用都降低，代謝轉(zhuǎn)變后高PCO₂組的糖酵解途徑水平較對照組高，其他代謝流與對照組一致。最終高PCO₂組的細(xì)胞蛋白產(chǎn)量較對照組降低(1.1g/L : 2.0g/L)。

CHO細(xì)胞搖瓶培養(yǎng)中，PCO₂設(shè)定在76mmHg和152mmHg時相比38mmHg時細(xì)胞生長受到嚴(yán)重抑制，密度僅僅為0.5×106 cell/mL(接種密度為0.2×106 cell/mL)；PCO₂為零時，出現(xiàn)同樣現(xiàn)象。說明細(xì)胞生長初期需要一定濃度CO₂，過高和過低的PCO₂都使細(xì)胞無法生長。反應(yīng)器階段的細(xì)胞培養(yǎng)中，大規(guī)模工業(yè)化細(xì)胞培養(yǎng)PCO₂可達(dá)到150 - 200 mmHg，并對細(xì)胞生長和蛋白產(chǎn)量產(chǎn)生明顯抑制作用。

則抑制細(xì)胞生長，降低蛋白產(chǎn)量。PCO₂從38 mmHg升高到148 mmHg左右時蛋白產(chǎn)量降低了70%，產(chǎn)量的降低是蛋白產(chǎn)率降低(降低50%)和細(xì)胞密度降低共同的結(jié)果。指數(shù)生長期CHO細(xì)胞在低溫(33℃)和高pCO₂(20% CO₂)的不利環(huán)境中優(yōu)先消耗葡萄糖生成乳酸，細(xì)胞代謝向低效的無氧途徑轉(zhuǎn)變，且大量與抗氧化相關(guān)的蛋白上調(diào)，細(xì)胞處于氧化應(yīng)激挑戰(zhàn)下，細(xì)胞生長受到強(qiáng)烈抑制。

不僅僅是CHO細(xì)胞，PCO₂升高對其他動物細(xì)胞培養(yǎng)也有影響。骨髓瘤細(xì)胞批次培養(yǎng)中高PCO₂引起大量堿加入，造成pH波動，增加了細(xì)胞的死亡。雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)中，高PCO₂和高滲透壓共同作用使細(xì)胞內(nèi)pH降低，細(xì)胞糖酵解水平降低，谷氨酰胺消耗減少，抑制了細(xì)胞的生長但不影響抗體比生成速率。研究表明適當(dāng)?shù)钠咸烟窍拗瓶梢匝a(bǔ)償較高PCO₂ (190 mbar)導(dǎo)致的細(xì)胞生長下降，因為限制葡萄糖使乳酸生成減少，pH調(diào)節(jié)需加入的堿量(滲透壓)減少，細(xì)胞生長受到的影響也就減小。

CO₂是哺乳動物細(xì)胞中心代謝途徑中的重要反應(yīng)底物和代謝產(chǎn)物，其濃度的高低通過單獨和偶聯(lián)pH、HCO₃^-、滲透壓的作用影響細(xì)胞的生長、代謝甚至蛋白產(chǎn)量和質(zhì)量。細(xì)胞培養(yǎng)過程中CO₂的的變化一般直觀的體現(xiàn)在pH的變化上，良好的pH監(jiān)控在能夠一定程度上消除PCO₂對細(xì)胞培養(yǎng)的影響，對pH變化的實時監(jiān)測有助于對PCO₂變化進(jìn)行更好處理，百林科生產(chǎn)CytoLinX^? BR一次性罐體式生物反應(yīng)器，配備pH控制靈敏，反應(yīng)迅速，pH變化可級聯(lián)CO₂、堿泵、酸泵實現(xiàn)對pH值的在線監(jiān)控。