第十一章动物细胞大规模培养教学内容

第十一章动物细胞大规模培养教学内容内容摘要：

微生物细胞和动物细胞性质的比较 性质 微生物细胞 动物细胞 大小 110μm 10100μm 代谢调节方式 内部 内部和激素 营养要求 宽松，可利用多种底物 苛刻 生长速率 倍增时间一般为 倍增时间一般为 1260h 机械强度 较好 很差，缺乏保护性细胞壁 环境适应 好 差 二、动物细胞培养方法 所谓 动物细胞培养 是将动物组织或细胞从机体取出，分散成单个细胞，给予必要的生长条件，模拟体内生长环境，使其在体外继续生长和繁殖。 表 114，表 115是微生物细胞与动物细胞性质和培养方法的比较。 表 115 微生物和动物细胞培养方法的比较 微生物细胞 动物细胞 PH控制 添加酸、碱 CO2HCO3缓冲液 搅拌速度 速度快、范围广 较慢 溶氧控制 改变搅拌速度、通气量、进气氧浓度 改变进入气体的氧浓度 培养基灭菌方法 高温蒸煮 过滤 培养时间 几小时 — 几天 几天 — 4周 对水纯度的要求 较低 很高 与 微生物细胞培养类似，动物细胞的体外培养有两种类型： 一类是非贴壁依赖性细胞，这类细胞可以采用与微生物培养类似的方法进行悬浮培养；另一类是贴壁依赖性细胞，它们需要附着于带适量电荷的固体或半固体表面上生长。 悬浮培养 P209 动物细胞培养有哪三种类型。 提问 悬浮培养是用培养哪一类细胞的。 问题 悬浮培养有何优缺点。 贴壁培养 贴壁指必须贴附在 固体介质表面 上生长的细胞培养培养 ， 主要用于 非淋巴组织和许多单倍体等贴壁依赖性细胞的 培养。 由于大多数动物细胞属于贴壁依赖性细胞 ， 贴壁培养是动物细胞培养的一种重要方法。 在贴壁培养过程中，贴壁依赖性细胞需要附着 在带适量正电荷或半固体的表面上 ，原来是圆形的细胞一经贴壁就迅速铺展开来，然后开始有丝分裂，并很快进入对数生长期。 一般可在数天后铺满生长表面，形成致密的细胞单层。 在贴壁培养依赖性细胞中，请比较 滚瓶培养系统 和 微载体培养系统。 问题 细胞贴壁一般分为 贴壁因子吸附于培养表面 、 细胞与表面接触 、 细胞贴壁于培养表面 和 贴壁细胞在培养表面上扩展 等几个步骤。 图 111为细胞在培养表面贴壁过程示意图。 固定化培养 固定化培养是既适用于贴壁依赖性细胞 ， 又适用于非贴壁依赖性细胞的包埋培养方式 ， 具有 细胞生长密度高 、 抗剪切力 和 抗污染能力强 等 优点。 由于所培养的细胞的不同 ， 固定化 培养的方式 也有不同 ， 一般对于贴壁依赖性细胞通常采用 胶原包埋 ， 而对于非贴壁依赖性细胞则常用 海藻酸钙 包埋。 常用的 细胞固定化的方法主要有 吸附 、 共价贴附 、 离子 /共价交联 、 包埋 和微囊化 等。 三、动物细胞培养生物反应器 自 70年代以来 ， 用于动物细胞培养的生长反应器有了很大的发展 ， 种类越来越多 ，规模也越来越大。 根据 生物反应器的不同用途 ， 有 悬浮培养用 、 贴壁培养用 、 包埋培养用生物反应器 等 ， 其 种类大致上有 塑料增殖器 、 填充床增殖器 、 多层板增殖器 、螺旋增殖器 、 管式螺旋增殖器 、 陶质矩形通道蜂窝状增殖器 、 流化床反应器 、 中空纤维 及其他膜式反应器 、 桨式搅拌反应器 、 棒式搅拌反应器 、 船舶推进桨反应器 、 倾斜桨叶搅拌反应器 、 般帆形搅拌反应器 、 往复振动锥孔筛板搅拌反应器 、 笼式通气搅拌反应器 、 双层笼式通气搅拌反应器 、 空气提升式反应器 等。 气升式细胞培养生物反应器 气升式反应器的基本原理如图 112所示。 气体混合物从底部的喷射管进入反应器的中央导流管使得中央导流管侧的液体密度低于外部区域从而形成循环。 气升式生物反应器主要采用内循环式 ， 但也有采用外循环式。 与搅拌式生长反应器相比 ， 气升式生物反应器产生的湍流温和而均匀 ， 剪切力相当小 ， 反应器内没有机械运动部件 ， 因而细胞损伤率比较低；同时由于采用直接喷射空气供氧 ， 氧传递速率高；液体循环量大 ， 能使细胞和营养成分均匀地分布于培养基中。 表 119列出了八种细胞的有关培养数据 ， 可以看出同传统的方法 （ 培养瓶和滚瓶 ） 相比 ， 气升反应器的抗体产量 平均提高。 在气升式生物反应器中 ， 溶氧的控制 可以通过自动调节进入空气的速率来实现；PH值 可通过在进气中加入二氧化碳或加入氢氧化钠来控制。 优点 请画出气升式反应器的简图，并说说溶氧浓度和 PH值是如何控制的。 问题 表 119 气升式反应器和传统培养方法的抗体产率比较 细胞系 抗体类型 抗体产量， mm/l 气升式 /传统 培养瓶 滚瓶 气升式 1 I。