20xx年醫(yī)學(xué)專題—生化反應(yīng)器-第五章-動植物細(xì)胞培養(yǎng)動力學(xué)(編輯修改稿)
2024-11-15 13:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 鮮參皂角苷、桉樹油和某些生物堿等。 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為大規(guī)模生產(chǎn)這些有用物質(zhì)提供了新途徑。細(xì)胞培養(yǎng)用于試管苗生產(chǎn)，如蘭花等名貴花卉的培育，可以不受環(huán)境的影響。,第十九頁，共四十八頁。,利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，有產(chǎn)品規(guī)格好；易達(dá)到供需平衡；生產(chǎn)占地少等優(yōu)點。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，伴隨著紫杉醇的研究成功并應(yīng)用于臨床，植物細(xì)胞培養(yǎng)及其次級代謝(d224。ixi232。)產(chǎn)物的研究進(jìn)入了新的發(fā)展時期，尤其是誘導(dǎo)子、前體飼喂、兩相法培養(yǎng)、質(zhì)體轉(zhuǎn)化、毛狀根和冠癭瘤組織培養(yǎng)等新技術(shù)和新方法 的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，更顯示了植物細(xì)胞培養(yǎng)工程在制藥領(lǐng)域的廣闊發(fā)展前景。,第二十頁，共四十八頁。,另外，將固定化技術(shù)(j236。sh249。)應(yīng)用于植物細(xì)胞培養(yǎng)中的研究對有效改善植物細(xì)胞培養(yǎng)中出現(xiàn)的不足有一定成效?？梢哉J(rèn)為，固定化技術(shù)有可能在植物細(xì)胞培養(yǎng)中得以應(yīng)用。,第二十一頁，共四十八頁。,5．2 生長(shēngzhǎng)模型與培養(yǎng)條件,5．2．1 動植物細(xì)胞的生長模型 微生物的生長是多種環(huán)境因子與細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的代謝(d224。ixi232。)反應(yīng)的綜合結(jié)果，生長與環(huán)境因子的關(guān)系目前還難以用簡單的方程式來表達(dá)。同理，動植物細(xì)胞生長是細(xì)胞與影響細(xì)胞生長的環(huán)境因子相互作用的綜合結(jié)果，并且其研究還處于萌芽階段。,第二十二頁，共四十八頁。,5．2．1．1 碳源與生長(shēngzhǎng)模型,微生物反應(yīng)中，細(xì)胞的生長速率與限制性基質(zhì)間的關(guān)系(guān x236。)常用Monod方程來描述。同理，Monod方程也可以用于表達(dá)某些碳源與動植物細(xì)胞生長速率間的關(guān)系。 例如，在植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，多以蔗糖為碳源，據(jù)安田報道，煙草細(xì)胞在分批培養(yǎng)中，細(xì)胞的生長速率與蔗糖濃度的關(guān)系可利用Monod方程來表達(dá)，此時umax＝0．023h1，Ks＝2．35g/L。,第二十三頁，共四十八頁。,蔗糖為碳源時，植物細(xì)胞首先分解蔗糖為葡萄糖和果糖(guǒt225。ng)，然后優(yōu)先利用葡萄糖。分別以果糖(guǒt225。ng)或葡萄糖為碳源分批培養(yǎng)煙草細(xì)胞時，前者有umax＝0．038h1 ，Ks=0．25g／L，后者為umax=0．038h1，Ks＝0．94g／L。,第二十四頁，共四十八頁。,5．2．1．2 呼吸(hūxī)與生長模型,由于動植物細(xì)胞的培養(yǎng)過程是好氧過程，因此，許多科技工作者研究了與細(xì)胞呼吸速率相關(guān)的因素。例如，人參細(xì)胞培養(yǎng)中，添加椰子汁后細(xì)胞的生長速率加快，耗氧量比不添加椰子汁時明顯增大。另外，也有報道，Acer．PsedoplatanusL．細(xì)胞培養(yǎng)中，細(xì)胞體內(nèi)(tǐ n232。i)的含氮量與耗氧量有正比關(guān)系。,第二十五頁，共四十八頁。,一般(yībān)好氧微生物的比生長速率u與菌體的維持常數(shù)m及氧的比消耗速率Qo2有如下關(guān)系：,第二十六頁，共四十八頁。,據(jù)加藤等所獲得的煙草細(xì)胞分批培養(yǎng)的結(jié)果表明，當(dāng)氧為細(xì)胞生長的限制性因素時,u與Q02有與(5—1)式相似的關(guān)系。這說明，植物細(xì)胞培養(yǎng)中氧的消耗(xiāoh224。o)，部分用于維持代謝，部分用于生長繁殖，所獲得的m＝0．09mmol／(gh)，Y＝0．061g／mmol，與一般微生物的m和Y值相比，m很小而Y較大。這可能是植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的重要特性。,第二十七頁，共四十八頁。,5．2．1．3 胞內(nèi)物質(zhì)與生長(shēngzhǎng)模型,微生物培養(yǎng)中
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