单克隆抗体 (mAb) 已被广泛用作一种以高特异性成功实现广泛细胞外靶标的方法。mAb 在肿瘤、自身免疫性疾病等多种疾病的诊断和治疗中具有多种应用。近年来，由于工程设计的重大进步，单克隆抗体的使用得到了进一步的扩展。降低人体免疫原性、提高生物利用度、优化亲和力和抗原结合特异性以及蛋白质工程的其它进展正在进一步改善治疗性 mAb 特性。各种进步也引发了生产工艺的改进，从而降低生产成本，促进mAb疗法的普及。所有工艺改进都旨在以适中的成本提供一致且可重现的大规模 mAb 生产，后者通过提高产量彻底改变了mAb市场，使之成为一种更实用的方法。

用于单克隆抗体 （mAb） 生产的细胞培养可以遵循三种不同类型的工艺过程。其中最简单的是批次（batch）生产，它由一个封闭系统组成，在该系统中，生物反应器经过灭菌，并用含有细胞生长和产物生产所需的所有营养素的培养基进行制备，然后接种细胞。没有新鲜培养基的补液系统或营养成分耗竭培养基的回收。随着该过程的运行，营养物浓度降低并产生代谢废物，从而降低细胞活性。尽管是一种简单的工艺过程，但批次模式并不是最适合哺乳动物细胞培养的生产平台类型，因为反应器内的环境很快就会变得不利于细胞生长，同时废物浓度也会增加。初始营养物浓度的限制以及代谢废物的产生等培养因素直接决定了细胞在批次培养中可以达到的最高密度。通常，这种培养方式的最高密度为 1 - 2×10^6 cells/mL，随后细胞活性迅速下降。生产过程通常可持续 4-7 天，当生产力达到一定的目标浓度时结束，收集上清液并通过下游工艺回收产物。每个批次完成所需的时间还取决于生产动力学。如果产物生产依赖于细胞生长，即生产与细胞生长同时发生，则一旦细胞达到稳定期，就可以停止批次过程。但如果产物生产与生长无关，即生长速度下降时才开始生产，则需要培养更长的时间，因为生产仅在稳定期开始。

与批次模式相比，另一种生产工艺是连续培养，其有两种类型：恒化器（chemostat）培养和灌流（perfusion）培养。在恒化器模式培养中，将新鲜培养基添加到生物反应器中，并以恒定流速将培养基与细胞一起去除，从而使培养体积保持不变。通过流速或稀释率控制细胞生长，当添加和去除这两个变量相等时，生物反应器达到平衡 - 细胞密度、营养物浓度和产物浓度保持恒定。在这种情况下，培养体系可以保持平衡数月，达到 10 – 30 × 10^6 cells/mL 的细胞密度。为了避免随细胞代谢副产物的不断流出而产生的活细胞损失，许多生产工厂开发了细胞回收系统，即将细胞截留在生物反应器内的灌流培养方法。连续培养的缺点是需要使用大量昂贵的培养基，以及由于产物稀释而导致的回收挑战。这两个缺点是恒定培养基灌流的结果。为了解决产物稀释问题，一些生产工厂采用将产物也截留在生物反应器内的超滤系统。此类工艺的另一个挑战是建立稳定的工业生产工厂的培养条件可能需要数月时间。要做到这一点，所用细胞株必须非常稳定，并清楚阐明其生理方面的特性，例如生长速度、生产力以及对某些应激条件的反应。但一旦确定了稳定的工艺条件，这种生产模式可以带来许多优势，因为它可以在更小体积的生物反应器中运行，因此在生产灵活性方面具有更大的优势。