第十一章動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)教學內(nèi)容(編輯修改稿)
2024-11-29 13:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 微生物細胞和動物細胞性質(zhì)的比較 性質(zhì) 微生物細胞 動物細胞 大小 110μm 10100μm 代謝調(diào)節(jié)方式 內(nèi)部 內(nèi)部和激素 營養(yǎng)要求 寬松，可利用多種底物 苛刻 生長速率 倍增時間一般為 倍增時間一般為 1260h 機械強度 較好 很差，缺乏保護性細胞壁 環(huán)境適應 好 差 二、動物細胞培養(yǎng)方法 所謂 動物細胞培養(yǎng) 是將動物組織或細胞從機體取出，分散成單個細胞，給予必要的生長條件，模擬體內(nèi)生長環(huán)境，使其在體外繼續(xù)生長和繁殖。 表 114，表 115是微生物細胞與動物細胞性質(zhì)和培養(yǎng)方法的比較。 表 115 微生物和動物細胞培養(yǎng)方法的比較 微生物細胞 動物細胞 PH控制 添加酸、堿 CO2HCO3緩沖液 攪拌速度 速度快、范圍廣 較慢 溶氧控制 改變攪拌速度、通氣量、進氣氧濃度 改變進入氣體的氧濃度 培養(yǎng)基滅菌方法 高溫蒸煮 過濾 培養(yǎng)時間 幾小時 — 幾天 幾天 — 4周 對水純度的要求 較低 很高 與 微生物細胞培養(yǎng)類似，動物細胞的體外培養(yǎng)有兩種類型： 一類是非貼壁依賴性細胞，這類細胞可以采用與微生物培養(yǎng)類似的方法進行懸浮培養(yǎng)；另一類是貼壁依賴性細胞，它們需要附著于帶適量電荷的固體或半固體表面上生長。 懸浮培養(yǎng) P209 動物細胞培養(yǎng)有哪三種類型？ 提問 懸浮培養(yǎng)是用培養(yǎng)哪一類細胞的？ 問題 懸浮培養(yǎng)有何優(yōu)缺點？ 貼壁培養(yǎng) 貼壁指必須貼附在 固體介質(zhì)表面 上生長的細胞培養(yǎng)培養(yǎng) ， 主要用于 非淋巴組織和許多單倍體等貼壁依賴性細胞的 培養(yǎng) 。 由于大多數(shù)動物細胞屬于貼壁依賴性細胞 ， 貼壁培養(yǎng)是動物細胞培養(yǎng)的一種重要方法 。 在貼壁培養(yǎng)過程中，貼壁依賴性細胞需要附著 在帶適量正電荷或半固體的表面上 ，原來是圓形的細胞一經(jīng)貼壁就迅速鋪展開來，然后開始有絲分裂，并很快進入對數(shù)生長期。一般可在數(shù)天后鋪滿生長表面，形成致密的細胞單層。 在貼壁培養(yǎng)依賴性細胞中，請比較 滾瓶培養(yǎng)系統(tǒng) 和 微載體培養(yǎng)系統(tǒng) ？ 問題 細胞貼壁一般分為 貼壁因子吸附于培養(yǎng)表面 、 細胞與表面接觸 、 細胞貼壁于培養(yǎng)表面 和 貼壁細胞在培養(yǎng)表面上擴展 等幾個步驟 。 圖 111為細胞在培養(yǎng)表面貼壁過程示意圖 。 固定化培養(yǎng) 固定化培養(yǎng)是既適用于貼壁依賴性細胞 ， 又適用于非貼壁依賴性細胞的包埋培養(yǎng)方式 ， 具有 細胞生長密度高 、 抗剪切力 和 抗污染能力強 等 優(yōu)點 。 由于所培養(yǎng)的細胞的不同 ， 固定化 培養(yǎng)的方式 也有不同 ， 一般對于貼壁依賴性細胞通常采用 膠原包埋 ， 而對于非貼壁依賴性細胞則常用 海藻酸鈣 包埋 。 常用的 細胞固定化的方法主要有 吸附 、 共價貼附 、 離子 /共價交聯(lián) 、 包埋 和微囊化 等 。 三、動物細胞培養(yǎng)生物反應器 自 70年代以來 ， 用于動物細胞培養(yǎng)的生長反應器有了很大的發(fā)展 ， 種類越來越多 ，規(guī)模也越來越大 。 根據(jù) 生物反應器的不同用途 ， 有 懸浮培養(yǎng)用 、 貼壁培養(yǎng)用 、 包埋培養(yǎng)用生物反應器 等 ， 其 種類大致上有 塑料增殖器 、 填充床增殖器 、 多層板增殖器 、螺旋增殖器 、 管式螺旋增殖器 、 陶質(zhì)矩形通道蜂窩狀增殖器 、 流化床反應器 、 中空纖維 及其他膜式反應器 、 槳式攪拌反應器 、 棒式攪拌反應器 、 船舶推進槳反應器 、 傾斜槳葉攪拌反應器 、 般帆形攪拌反應器 、 往復振動錐孔篩板攪拌反應器 、 籠式通氣攪拌反應器 、 雙層籠式通氣攪拌反應器 、 空氣提升式反應器 等 。 氣升式細胞培養(yǎng)生物反應器 氣升式反應器的基本原理如圖 112所示 。 氣體混合物從底部的噴射管進入反應器的中央導流管使得中央導流管側的液體密度低于外部區(qū)域從而形成循環(huán) 。 氣升式生物反應器主要采用內(nèi)循環(huán)式 ， 但也有采用外循環(huán)式 。 與攪拌式生長反應器相比 ， 氣升式生物反應器產(chǎn)生的湍流溫和而均勻 ， 剪切力相當小 ， 反應器內(nèi)沒有機械運動部件 ， 因而細胞損傷率比較低；同時由于采用直接噴射空氣供氧 ， 氧傳遞速率高；液體循環(huán)量大 ， 能使細胞和營養(yǎng)成分均勻地分布于培養(yǎng)基中 。 表 119列出了八種細胞的有關培養(yǎng)數(shù)據(jù) ， 可以看出同傳統(tǒng)的方法 （ 培養(yǎng)瓶和滾瓶 ） 相比 ， 氣升反應器的抗體產(chǎn)量 平均提高 。 在氣升式生物反應器中 ， 溶氧的控制 可以通過自動調(diào)節(jié)進入空氣的速率來實現(xiàn)；PH值 可通過在進氣中加入二氧化碳或加入氫氧化鈉來控制 。 優(yōu)點 請畫出氣升式反應器的簡圖，并說說溶氧濃度和 PH值是如何控制的？ 問題 表 119 氣升式反應器和傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的抗體產(chǎn)率比較 細胞系 抗體類型 抗體產(chǎn)量， mm/l 氣升式 /傳統(tǒng) 培養(yǎng)瓶 滾瓶 氣升式 1 I
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