【正文】 14198 133215 150250 115235 160300 160300 4050 長 8400 6000 50006000 5000 5500 4500 ND 33004300 225 250 ND ND ND ND + + + + + + + 177。 177。 生長在載體上的動(dòng)物細(xì)胞 ? 收獲細(xì)胞 包埋培養(yǎng)與微載體培養(yǎng)的不同之處在于微載體是讓細(xì)胞附著 ， 而包埋是將細(xì)胞包裹在載體的里面 ， 如果包埋的凝膠載體較大 ， 有時(shí)也稱之為巨載體培養(yǎng) （ macrocarrier） 。 4．包埋（ entrapment）和微囊（ microencapsulation）培養(yǎng) 微囊培養(yǎng)是在包埋培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即將包埋的顆粒經(jīng)液化處理而成為微囊，使其更利于細(xì)胞生長和產(chǎn)物積累。 包埋材料 ：人工合成材料，如聚丙烯酰胺、環(huán)氧樹脂、聚丙烯甲酸酯、聚乙烯醇等；糖類，如纖維素、瓊脂、海藻酸鈣等；蛋白質(zhì)類，如膠原、明膠、纖維蛋白等。 包埋或微囊培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn) ：避免細(xì)胞在攪拌中的傷害；便于產(chǎn)品在微囊中濃縮，有人報(bào)道，微囊內(nèi)的抗體濃度可達(dá) 12505300mgl1；可增大細(xì)胞密度至 107108ml1以上，從而增加了培養(yǎng)效率。 1980年 ， Tolbert首先利用有些正常需要貼附于基質(zhì)表面的細(xì)胞具有形成細(xì)胞團(tuán)的特點(diǎn) ， 用攪拌式反應(yīng)器和灌注培養(yǎng)的方式獲得了高密度的細(xì)胞 ， 從而開創(chuàng)了細(xì)胞結(jié)團(tuán)培養(yǎng)的新方法 。 5．結(jié)團(tuán)培養(yǎng)（ aggregate culture） 該方法的 實(shí)質(zhì) 是用細(xì)胞本身作為基質(zhì) ， 相互貼附 ， 再用懸浮的方法進(jìn)行培養(yǎng) 。 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 為了加速細(xì)胞結(jié)團(tuán) ， 可先在培養(yǎng)基內(nèi)加入一些小微粒 (20181。m)， 促使細(xì)胞先附著其上 ，在細(xì)胞增殖中再相互附著 。 該方法與微載體培養(yǎng)的 區(qū)別 是 ， 微粒小 ，細(xì)胞不能在載體上伸展 ， 相互貼附的細(xì)胞呈球形 ， 其優(yōu)點(diǎn)是操作簡單 ， 節(jié)省了大量的微載體 。 規(guī)?；囵B(yǎng)中常見的問題與解決途徑 ?植物細(xì)胞的體積大 ， 其平均直徑比細(xì)菌大幾十倍 。同時(shí) ， 植物細(xì)胞很少以單細(xì)胞形式懸浮生長 ， 通常是以 2－ 200個(gè)細(xì)胞 、 直徑 2mm大小的非均相小細(xì)胞團(tuán)方式存在 。 ?植物細(xì)胞生長速度慢 ， 因此操作周期長 ， 一般均在 3－ 8周 。 加之植物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基營養(yǎng)成分復(fù)雜 ， 有利于微生物生長 ， 因此植物細(xì)胞培養(yǎng)中維持無菌環(huán)境難度較大但又十分重要 。 植物細(xì)胞的纖維素細(xì)胞壁雖然使植物細(xì)胞具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度 ， 但卻使其抗剪切能力相當(dāng)弱 。 1．懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)必須適應(yīng)植物細(xì)胞特性 植物細(xì)胞培養(yǎng)液的流變特性常用粘度來描述 。 培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液的粘度變化可由細(xì)胞密度和細(xì)胞分泌物以及細(xì)胞狀態(tài)引起 。 eg. 煙草培養(yǎng)液的表觀粘度培養(yǎng)過程中主要是由培養(yǎng)細(xì)胞密度的增加引起的 ， 當(dāng)細(xì)胞密度低于 ， 培養(yǎng)液的粘度基本保持不變 ， 而當(dāng)細(xì)胞密度高于此值時(shí) ， 培養(yǎng)液的粘度即增加 。 2．植物細(xì)胞培養(yǎng)液的流變特性 長春花細(xì)胞培養(yǎng) ， 當(dāng)細(xì)胞密度在 ，培養(yǎng)液屬于假塑性流體 ， 此時(shí) ， 培養(yǎng)液的粘度依賴于細(xì)胞年齡 、 形態(tài)和細(xì)胞團(tuán)的大小 。 在相同物質(zhì)濃度下 ， 大細(xì)胞團(tuán)的營養(yǎng)液表觀粘度明顯大于小細(xì)胞團(tuán)培養(yǎng)液的表觀粘度 。 Kla（ 單位時(shí)間 、 單位體積氧量 ） ：如在 4L的氣升式反應(yīng)器中進(jìn)行長春花細(xì)胞培養(yǎng)時(shí) ， KLa在 20h1左右時(shí) ， 細(xì)胞生長與次生產(chǎn)物合成均維持在良好狀態(tài)；又如在 15L的通風(fēng)式反應(yīng)器中培養(yǎng)的煙草細(xì)胞 ， 當(dāng) KLa值在 5－ 10h1的范圍內(nèi) ，隨著 KLa的增加 ， 生物量和代謝產(chǎn)物也呈線性增加 。 3．植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的氧體調(diào)節(jié) 溶氧濃度：曾在不同氧濃度下對(duì)毛地黃細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng) ， 結(jié)果顯示 ， 當(dāng)培養(yǎng)基氧濃度從 10%飽和度上升至 30%時(shí) ， 細(xì)胞的生長速率從 ， 如果溶氧濃度繼續(xù)上升至 40%飽和度時(shí) ，細(xì)胞生長速率反而下降至 。 植物細(xì)胞能非光合地利用 CO2， 如在通氣調(diào)節(jié)過程中 ， 混入 2%－ 4%的 CO2即能消除高通氣速率對(duì)長春花細(xì)胞生長和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的不利影響 。 總之 ， 對(duì)于植物細(xì)胞規(guī)?；囵B(yǎng)來講 ， 在要求培養(yǎng)基充分均勻的同時(shí) ， O2和 CO2的濃度必需達(dá)到某一平衡狀態(tài) 。 4．植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的 CO2調(diào)節(jié) 植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)中易產(chǎn)生大量的泡沫 ，且覆蓋有蛋白質(zhì)和粘多糖 ， 因而粘性大 ， 細(xì)胞極易被包埋在其中從循環(huán)的培養(yǎng)液中帶出來 ， 形成非均相培養(yǎng)而影響培養(yǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)率 。 控制泡沫的方式目前通常采用化學(xué)和機(jī)械兩種方法 。 5．泡沫和表面粘附性 化學(xué)消泡劑 必需滿足以下條件： ?具有較低的表面張力和一定的親水性 ， 以使消泡劑對(duì)氣 /液界面的分散系數(shù)足夠大 ， 消泡作用迅速有效； ? 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ， 在水中的溶解度小 ， 不與次生產(chǎn)物起任何化學(xué)反應(yīng) ， 對(duì)植物細(xì)胞無毒害； ?不影響氣體在營養(yǎng)液中的傳遞和溶解； ?來源方便 ， 價(jià)格便宜 。 常用的化學(xué)消泡劑包括天然油脂類 、 高級(jí)醇類 、聚醚類和硅酮類 。 實(shí)際應(yīng)用中必需根據(jù)所培養(yǎng)的植物種類 、 次生產(chǎn)物特性具體選擇 。 機(jī)械消泡 是靠機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)的 。 其優(yōu)點(diǎn)是勿需在培養(yǎng)液中加入其它物質(zhì) ， 從而減少了由于消泡劑所引起的污染和對(duì)后續(xù)分離工藝的影響 。 但機(jī)械消泡效果常不如化學(xué)消泡迅速徹底 ， 同時(shí)機(jī)械消泡也會(huì)增加培養(yǎng)裝置的復(fù)雜性 。 植物細(xì)胞規(guī)模化培養(yǎng)中的另一個(gè)問題是 ， 細(xì)胞往往會(huì)粘附于培養(yǎng)液表面以上的器壁上 ， 或電極的擋板上使這些細(xì)胞脫離于培養(yǎng)液造成細(xì)胞死亡 ， 培養(yǎng)液表面以上的細(xì)胞可采用機(jī)械去除 ， 電極上的細(xì)胞多采用在電極上涂布硅油以防止細(xì)胞粘附 。 ? 由于對(duì)生物反應(yīng)器內(nèi)生物特征及傳遞特性認(rèn)識(shí)得不夠深入 ， 迄今為止反應(yīng)器的放大仍是經(jīng)驗(yàn)與技巧 ， 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)用化的進(jìn)程 。 ? 選擇反應(yīng)器首先要考慮的是比較低的剪切耐受力 。用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器必須在微生物反應(yīng)器基礎(chǔ)上進(jìn)行改造或重新設(shè)計(jì) 。 ? 植物細(xì)胞反應(yīng)器的設(shè)計(jì)必須具備合適的氧傳遞 、 良好的流動(dòng)特性和低的剪切力 。 ? 培養(yǎng)方式的選擇 ? 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)用于細(xì)胞培養(yǎng)過程控制的研究 ? 加強(qiáng)多學(xué)科的協(xié)作 ? 后續(xù)分離提取技術(shù)的研究和提高 ? 成本考慮 等