第七章生物反應(yīng)器細(xì)胞培養(yǎng)第1頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一發(fā)酵機(jī)械與設(shè)備徐明芳博士教授暨南大學(xué)生科院2015-11-13第2頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一目錄緒論第一篇生物質(zhì)原料處理設(shè)備第二篇生物反應(yīng)設(shè)備第三篇產(chǎn)物分離設(shè)備第四篇其他設(shè)備第3頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一底物生物反應(yīng)器檢測(cè)控制儀表培養(yǎng)基（滅菌）經(jīng)加工原料酶細(xì)胞生物催化劑（游離或固定化）機(jī)械能除菌空氣產(chǎn)品提取純化副產(chǎn)品產(chǎn)品廢物熱能原材料營(yíng)養(yǎng)物典型工業(yè)生物技術(shù)過(guò)程核心技術(shù)？第4頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一篇生物質(zhì)原料處理設(shè)備第一章生物質(zhì)原料預(yù)處理設(shè)備第二章生物細(xì)胞培養(yǎng)基制備設(shè)備第三章生物培養(yǎng)基滅菌設(shè)備第四章原料（物料）輸送設(shè)備第5頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二篇生物反應(yīng)設(shè)備第一節(jié)發(fā)酵設(shè)備概述第二節(jié)通風(fēng)發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)與工作原理第三節(jié)自吸式發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)與工作原理第四節(jié)氣升式發(fā)酵罐(ALR)結(jié)構(gòu)與工作原理第五章生物反應(yīng)器—通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐第六章厭氧（嫌氣）發(fā)酵設(shè)備

第一節(jié)

酒精發(fā)酵設(shè)備第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備第6頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二篇生物反應(yīng)設(shè)備第七章生物反應(yīng)器—細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第一節(jié)植物細(xì)胞反應(yīng)器第二節(jié)動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器第三節(jié)微藻培養(yǎng)反應(yīng)器第六章厭氧（嫌氣）發(fā)酵設(shè)備第五章生物反應(yīng)器—通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐第7頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一底物生物反應(yīng)器檢測(cè)控制儀表培養(yǎng)基（滅菌）經(jīng)加工原料酶細(xì)胞生物催化劑（游離或固定化）機(jī)械能除菌空氣產(chǎn)品提取純化副產(chǎn)品產(chǎn)品廢物熱能原材料營(yíng)養(yǎng)物典型工業(yè)生物技術(shù)過(guò)程核心技術(shù)？第8頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一思考題1、有幾種植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)的類型與特點(diǎn)2、簡(jiǎn)述植物體細(xì)胞雜交培養(yǎng)的過(guò)程3、植物細(xì)胞培養(yǎng)與微生物的區(qū)別？4、常用的植物生物反應(yīng)器有哪些？那種反應(yīng)器更適合植物細(xì)胞培養(yǎng)，具有什么優(yōu)缺點(diǎn)？5、舉例說(shuō)明植物細(xì)胞培養(yǎng)的流程與應(yīng)用6、植物細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)需解決的難題7、有哪兩種動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法？其特點(diǎn)？8、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可生產(chǎn)的生物制品？9、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)生物制品工藝實(shí)例10、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)有什么差異性11常用的動(dòng)物生物反應(yīng)器有哪些？12常用的藻類生物反應(yīng)器有哪些？

第9頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第10頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第11頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第12頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第13頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第14頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)包括植物器官（根、枝葉、發(fā)根、胚和冠癭組織等）、組織、細(xì)胞以及原生質(zhì)體培養(yǎng)，并以此發(fā)展起來(lái)的各種植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。第一節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)第15頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)反應(yīng)器1植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)

2植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

3植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器第16頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一GottleibHaberlandt

1902年德國(guó)植物學(xué)家Haberlandt在營(yíng)養(yǎng)液中成功地培育了單個(gè)植物細(xì)胞，盡管未能使其分裂生長(zhǎng)，但為植物細(xì)胞培養(yǎng)翻開了新的一頁(yè)。

Haberlandt提出植物細(xì)胞的“全能性”學(xué)說(shuō)，植物細(xì)胞的全能性：植物的體細(xì)胞具有母體植株全部遺傳信息并發(fā)育成為完整個(gè)體的潛力，因而每一個(gè)植物細(xì)胞可以像胚胎細(xì)胞那樣，經(jīng)離體培養(yǎng)再生成植株。第17頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

一般采用植物的體細(xì)胞(二倍體細(xì)胞)，先經(jīng)纖維素酶處理去掉細(xì)胞壁(原生質(zhì)體)。將原生質(zhì)體放在合適的培養(yǎng)基上，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化可以重新長(zhǎng)成植株。原生質(zhì)體也可用于植物細(xì)胞融合，然后誘導(dǎo)形成新的植株。原生質(zhì)體培養(yǎng)1植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)---(1)植物原生質(zhì)體培養(yǎng)第18頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第19頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)---(2)植物組織培養(yǎng)(planttissueculture)植物組織培養(yǎng)：離體的植物器官、組織、細(xì)胞植物體愈傷組織脫分化根芽再分化脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，稱為植物細(xì)胞的脫分化。再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)又可以重新分化成根或芽等器官，這一過(guò)程稱為植物細(xì)胞的再分化。植物組織培養(yǎng)第20頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第21頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第22頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(1)(1)(3)1植物細(xì)胞（組織）培養(yǎng)---(3)植物體細(xì)胞雜交(5)植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合體再生壁雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂愈傷組織雜種植株(2)(4)第23頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第24頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第25頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

植物細(xì)胞培養(yǎng)與微生物的區(qū)別：細(xì)胞的大小—大細(xì)胞塊的形狀—易成快培養(yǎng)液的黏度-

需氧量

Kla值比微生物培養(yǎng)的Kla值小得多對(duì)剪切力敏感需CO2和光照2植物細(xì)胞培養(yǎng)(plantcellculture)第26頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

植物細(xì)胞培養(yǎng)具有的優(yōu)點(diǎn)：（1）代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)完全在人工控制條件下進(jìn)行，可以通過(guò)改變培養(yǎng)條件和選擇優(yōu)良培養(yǎng)體系得到超整株植物產(chǎn)量的代謝產(chǎn)物；（2）培養(yǎng)在無(wú)菌條件下進(jìn)行，可排除病菌和蟲害侵?jǐn)_；（3）可以進(jìn)行特定的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)；（4）可以探索新的合成路線和獲得新的有用物質(zhì)等。2植物細(xì)胞培養(yǎng)(plantcellculture)第27頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第28頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一StirredTankBioreactors2植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器（1）機(jī)械攪拌式反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：混合性能好傳氧效率高操作彈性大可用于細(xì)胞高密度培養(yǎng)；缺點(diǎn)：剪切力大。

懸浮培養(yǎng)生物反應(yīng)器盡管機(jī)械攪拌反應(yīng)器已成功用于許多細(xì)胞的培養(yǎng)中，反應(yīng)器內(nèi)的溫度、pH、溶氧及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度較其他反應(yīng)器更易控制等優(yōu)點(diǎn)，但由于機(jī)械攪拌造成的剪切力以對(duì)植物細(xì)胞造成較大的損傷，對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成也會(huì)產(chǎn)生影響，同時(shí)會(huì)帶來(lái)染菌和機(jī)械上的問(wèn)題，因此需篩選出抗剪切力的細(xì)胞系，也可對(duì)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，尤其是攪拌槳的結(jié)構(gòu)和類型的改進(jìn)，使其具有緩和、充分的攪拌效果。圖示目前規(guī)模最大的植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器裝置第29頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

機(jī)械攪拌式反應(yīng)器第30頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一機(jī)械攪拌通風(fēng)式生物反應(yīng)器第31頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一非攪拌式反應(yīng)器所產(chǎn)生的剪切力較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其主要類型有鼓泡式反應(yīng)器、氣升式反應(yīng)器等氣體攪拌式反應(yīng)器

2植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

（2）非機(jī)械攪拌式反應(yīng)器---氣升式BubbleColumnBioreactor第32頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

非機(jī)械攪拌式反應(yīng)器Air-liftBioreactor植物細(xì)胞的培養(yǎng)比較多地采用各種非機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器，其中常用的是氣體攪拌生物反應(yīng)器。氣體攪拌生物反應(yīng)器沒(méi)有活動(dòng)的攪拌裝置，在很大程度上減少了剪切力，并能在長(zhǎng)期操作中保持無(wú)菌。氣體攪拌生物反應(yīng)器包括鼓泡塔和氣升式反應(yīng)器等。氣體攪拌生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，氧傳遞效率高，剪切力低，對(duì)細(xì)胞的損傷小，容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)菌培養(yǎng)，較適用于植物細(xì)胞培養(yǎng)。第33頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一缺點(diǎn)：操作彈性小，低氣速時(shí)尤其在培養(yǎng)后期細(xì)胞密度較高時(shí)，混合效果較差。如果提高通氣量，又會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，也易于驅(qū)除培養(yǎng)液中的二氧化碳和乙烯，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)有阻礙作用。過(guò)高的溶氧對(duì)植物細(xì)胞合成次級(jí)代謝產(chǎn)物不利。第34頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

紫草細(xì)胞培養(yǎng)紫草種子無(wú)菌幼根LS培養(yǎng)基愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)懸浮細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞增殖培養(yǎng)一級(jí)培養(yǎng)第35頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一利用“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”原則，將兩種反應(yīng)器結(jié)合起來(lái)研究出組合式反應(yīng)器。帶有低速攪拌的氣升式發(fā)酵罐可彌補(bǔ)低氣速時(shí)混合性差的弱點(diǎn)。植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

（3）組合式反應(yīng)器

光生物反應(yīng)器第36頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

固定化細(xì)胞生物反應(yīng)器

（4）填充床反應(yīng)器（5）流化床反應(yīng)器細(xì)胞可以位于支撐物表面，也可包埋于支撐物之中，培養(yǎng)液流經(jīng)支撐物顆粒，不斷被細(xì)胞利用。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積固定細(xì)胞量大。缺點(diǎn)：混合效果低，對(duì)必要的氧傳遞、pH、溫度控制和氣體產(chǎn)物的排除造成困難，影響細(xì)胞的培養(yǎng)。利用液體的能量來(lái)懸浮顆粒。顆粒呈流化狀態(tài)所需的能量與顆粒大小成正比，因此常采用小固定化顆粒，這些小顆粒良好的傳質(zhì)特性是流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)：剪切力和顆粒碰撞會(huì)損壞固定化細(xì)胞。第37頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

流化床反應(yīng)器第38頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

流化床反應(yīng)器第39頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

（6）固定化細(xì)胞膜反應(yīng)器中空纖維螺旋卷繞反應(yīng)器采用具有一定孔徑和選擇透性的膜固定植物細(xì)胞。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)膜滲透到細(xì)胞中，細(xì)胞產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物通過(guò)膜釋放到培養(yǎng)液中。主要有：中空纖維反應(yīng)器和螺線式卷繞反應(yīng)器，優(yōu)點(diǎn)：可以重復(fù)使用第40頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器

發(fā)狀根大規(guī)模培養(yǎng)第41頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器(1).小植物的大規(guī)?？焖俜敝?/p>

淺層循環(huán)式植株快速繁殖器

雙層板徑向流生物反應(yīng)器第42頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第43頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器

小植物的大規(guī)模快速繁殖

內(nèi)環(huán)噴霧生物反應(yīng)器第44頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4植物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用

（1)西洋參細(xì)胞培養(yǎng)無(wú)菌根愈傷組織懸浮細(xì)胞發(fā)酵液乙醇消毒誘導(dǎo)培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)大量培養(yǎng)西洋參根細(xì)胞過(guò)濾西洋參細(xì)胞干粉成品干燥

植物細(xì)胞的生產(chǎn)流程與應(yīng)用(2)藥物的生產(chǎn)植物細(xì)胞產(chǎn)物產(chǎn)物作用紫草細(xì)胞紫草寧抗炎劑、食用色素苦瓜細(xì)胞類胰島素治療糖尿病長(zhǎng)春花細(xì)胞長(zhǎng)春花堿治療白血病藥紅豆杉細(xì)胞紫杉醇抗癌藥物毛地黃細(xì)胞毛地黃毒素強(qiáng)心劑第45頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一紫草種子無(wú)菌幼根愈傷組織懸浮細(xì)胞細(xì)胞增殖培養(yǎng)LS培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)一級(jí)培養(yǎng)產(chǎn)物培養(yǎng)二級(jí)培養(yǎng)發(fā)酵液細(xì)胞收集過(guò)濾產(chǎn)物提取分離成品干燥

紫草細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫草寧(Shikonin)植物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用(3)代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)第46頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第47頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用

植物細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)需解決的難題

縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本提高培養(yǎng)細(xì)胞中的有效成分含量防止細(xì)胞集聚成塊防止細(xì)胞株的種性退化和變異研制更能適合植物細(xì)胞生長(zhǎng)的生物反應(yīng)器第48頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)動(dòng)物細(xì)胞融合第49頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)將動(dòng)物組織或細(xì)胞從機(jī)體取出，分散成單個(gè)細(xì)胞，給予必要的生長(zhǎng)條件，模擬體內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境，使其在體外繼續(xù)生長(zhǎng)和繁殖。根據(jù)生物反應(yīng)器的不同用途，有懸浮培養(yǎng)、貼壁培養(yǎng)、包埋培養(yǎng)用生物反應(yīng)器等。種類上大致有塑料袋增殖器、填充床增殖器、多層板增殖器、螺旋膜增殖器、槳式攪拌反應(yīng)器、棒式攪拌反應(yīng)器、船舶推進(jìn)槳攪拌反應(yīng)器、傾斜槳葉攪拌反應(yīng)器、船帆形攪拌反應(yīng)器、往復(fù)振動(dòng)錐孔篩板攪拌反應(yīng)器、籠式通氣攪拌反應(yīng)器、雙層籠式通氣攪拌反應(yīng)器、空氣提升式反應(yīng)器等。表５－１示為某些生物反應(yīng)器的主要特性。第50頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一雜交瘤技術(shù)第51頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法

2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)

4細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式

5細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第52頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞根據(jù)它們?cè)谂囵B(yǎng)器皿是否能貼附于支持物上生長(zhǎng)特征，可分為貼附型生長(zhǎng)和懸浮型生長(zhǎng)兩大類。貼附型細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)能貼附在支技物表面生長(zhǎng)。大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞屬于貼壁型細(xì)胞，如Hela、Vero、BHK、CHO細(xì)胞系。懸浮型細(xì)胞在培養(yǎng)中懸浮生長(zhǎng)。來(lái)源于血液、淋巴組織的細(xì)胞，許多腫瘤細(xì)胞和某些轉(zhuǎn)化細(xì)胞。1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法第53頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法

（1）貼壁培養(yǎng)(單層細(xì)胞培養(yǎng))

分散的細(xì)胞懸浮在培養(yǎng)瓶中很快(幾十分鐘至幾小時(shí))就貼附在瓶壁上，

稱為細(xì)胞貼壁，

貼壁后的細(xì)胞形態(tài)形成多態(tài)性，

呈單層生長(zhǎng)，

所以此法又叫單層細(xì)胞培養(yǎng)。（2）懸浮培養(yǎng)

細(xì)胞在培養(yǎng)器中自由懸浮生長(zhǎng)的過(guò)程，不貼壁，主要用于懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)，如淋巴細(xì)和腫瘤細(xì)胞的培養(yǎng)。第54頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

（3）固定化培養(yǎng)

一種包埋培養(yǎng)。對(duì)兩類細(xì)胞都適用，細(xì)胞生長(zhǎng)密度高，抗剪切力和抗污染能力強(qiáng)。懸浮型細(xì)胞常用海藻酸鈣包埋，貼壁型細(xì)胞常用膠原包埋。1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法第55頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可生產(chǎn)的生物制品1.病毒疫苗：口蹄疫(FMD)、狂犬疫苗等2.非抗體免疫調(diào)節(jié)劑：干擾素(IFN)、白介素(IL)等3.多肽生長(zhǎng)因子：神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)4.酶：組織血纖維溶酶原激活劑(t-PA)5.激素：紅細(xì)胞生成素(EPO)、促黃體生成素(LH)6.病毒殺蟲劑7.腫瘤特異性抗原：癌胚抗原(CEA)8.單克隆抗體9.皮膚重植10.細(xì)胞2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用第56頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)生物制品工藝實(shí)例

1.組織纖溶酶激活劑生產(chǎn)工藝流程細(xì)胞單層細(xì)胞懸液細(xì)胞培養(yǎng)物培養(yǎng)培養(yǎng)液提取液

層析液濃縮液層析液tPA成品分散分離提取層析純化濃縮層析精制凍干2.抗HBsAS的單克隆抗體生產(chǎn)工藝流程培養(yǎng)液雜種細(xì)胞混合物大鼠骨髓瘤＋免疫大鼠脾淋巴細(xì)胞融合融合混合物篩選克隆化雜交瘤克隆系種質(zhì)培養(yǎng)細(xì)胞種質(zhì)擴(kuò)大培養(yǎng)分離粗制McAb精制層析液超慮濃縮液凍干McAb精品第57頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一雜交瘤技術(shù)第58頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)1.細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，易受微生物污染，培養(yǎng)時(shí)需要抗生素；2.動(dòng)物細(xì)胞較微生物大得多，無(wú)細(xì)胞壁，機(jī)械強(qiáng)度低，適應(yīng)環(huán)境能力差；3.培養(yǎng)過(guò)程需氧量少，且不耐受強(qiáng)力通風(fēng)與攪拌；4.在機(jī)體中，細(xì)胞相互粘連以集群形式存在；5.培養(yǎng)過(guò)程產(chǎn)物分布于細(xì)胞內(nèi)外，成本高，產(chǎn)品價(jià)格昂貴；6.大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)，不可套用微生物反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)；7.原代培養(yǎng)細(xì)胞一般繁殖50代即退化死亡。3動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)第59頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第60頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

無(wú)論是貼壁細(xì)胞還是懸浮細(xì)胞，深層培養(yǎng)的操作方式可分4細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式分批式、流加式、半連續(xù)式、連續(xù)式和灌注式。

分批式操作操作簡(jiǎn)單、是最常用的操作方式。分批式培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞的生長(zhǎng)可分為延遲期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、減速期、平穩(wěn)期和衰退期分批式培養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)曲線第61頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

流加式操作

半連續(xù)式操作4細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式

能夠調(diào)節(jié)培養(yǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度。

連續(xù)操作

能提高細(xì)胞密度，應(yīng)用于培養(yǎng)懸浮型細(xì)胞。

灌注培養(yǎng)

大大提高細(xì)胞密度，有助于產(chǎn)物的表達(dá)和純化。第62頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第63頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器它是根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)要求剪切力小、混合性能好的特點(diǎn)開發(fā)出來(lái)的生物反應(yīng)器。主要有Spier籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器、CelliGen籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器和CellCul-20雙層籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器第64頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

通氣攪拌式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第65頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

通氣攪拌式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第66頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一１Spier籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器

特點(diǎn)可以避免在向培養(yǎng)基中通氣時(shí)氣泡直接損傷細(xì)胞；在采用微載體系培養(yǎng)時(shí)，微載體不會(huì)被由于通氣所產(chǎn)生的泡沫囊夾在氣液界面；通過(guò)一個(gè)多孔的通氣裝置在籠內(nèi)通氣以滿足培養(yǎng)時(shí)溶氧的需要。在鼓泡通氣過(guò)程中所采用的泡沫經(jīng)管道進(jìn)入液面上部的由不銹鋼絲網(wǎng)制成的籠式消泡腔內(nèi)，泡沫經(jīng)絲網(wǎng)破碎分散氣、液兩部分，達(dá)到深層通氣而避免產(chǎn)生泡沫的結(jié)果。第67頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

氣升式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第68頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一CelliGen籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器

CelliGen籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器是Spier籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器的改進(jìn)型。

CelliGen籠式通氣攪拌生物反應(yīng)器的通氣裝置是將籠式通氣攪拌裝置改為籠式的通氣腔和籠式的消泡腔。第69頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

氣升式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器氣升式培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

①?zèng)]有移動(dòng)部件；②完全密封；③便于無(wú)菌操作；④設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；⑤便于放大生產(chǎn)；⑥氧的轉(zhuǎn)換率高。第70頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

通氣攪拌式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第71頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

氣升式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第72頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

細(xì)胞培養(yǎng)流程第73頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第74頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：

①培養(yǎng)體積小，細(xì)胞高密度生長(zhǎng)；②有濃縮產(chǎn)品的功能；③產(chǎn)物純度高；④自動(dòng)化程度高，細(xì)胞生長(zhǎng)周期長(zhǎng)。缺點(diǎn)：

中空纖維價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高。第75頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微囊細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器特點(diǎn)：①細(xì)胞密度大；②產(chǎn)物濃度高；③分離純化操作經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單；④抗體活性、純度好第76頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第77頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)瓶懸浮培養(yǎng)裝置第78頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第79頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第80頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一微載體系統(tǒng)培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：⑴比表面積大，單位體積培養(yǎng)培養(yǎng)基細(xì)胞產(chǎn)率高;⑵微載體懸浮于培養(yǎng)基中，細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境均一，簡(jiǎn)化了這些環(huán)境因素的檢測(cè)和控制;⑶培養(yǎng)基的利用率高;⑷采樣重演性好;⑸收獲過(guò)程簡(jiǎn)單;⑹放大較容易;⑺勞動(dòng)強(qiáng)度小，占用空間小。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

微載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器第81頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

大載體細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：

①操作控制簡(jiǎn)單，可隨機(jī)取樣檢測(cè)；②人工增加附著細(xì)胞密度高；③消耗用品價(jià)格低廉，產(chǎn)物收率高；第82頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一活體生物反應(yīng)器

轉(zhuǎn)基因植物生物反應(yīng)器

應(yīng)用生產(chǎn)糖類物質(zhì)：淀粉等生產(chǎn)可降解生物塑料的原料：PHA、PHB

生產(chǎn)蛋白質(zhì)和多肽第83頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器動(dòng)物血液生物反應(yīng)器動(dòng)物膀胱生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因?；铙w生物反應(yīng)器第84頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)微藻培養(yǎng)反應(yīng)器微藻中蛋白質(zhì)含量高，且富含各種維生素，多不飽和脂肪酸、生物多糖、礦物質(zhì)等，具有抗腫瘤、防治心血管疾病等生理活性。螺旋藻(Spirulina)小球藻(Chlorella)杜氏藻(Dunaliella)

微藻主要種類及活性成分第85頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一光照式生物反應(yīng)器第86頁(yè)，共100頁(yè)，2023年，2月20日，星期一微藻培養(yǎng)反應(yīng)器

微藻生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）光能利用率高；（2）生物量易于收獲、加工和利用；（3）能產(chǎn)生高濃度、有價(jià)值的產(chǎn)物；（4）細(xì)胞分裂周期短。

微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點(diǎn)：（1）需要足夠的光照；（2）需要供應(yīng)大量的CO2和排放大量的O2；（3）混合均勻，防止細(xì)胞沉降，且使細(xì)胞受光均勻