第二章 生物制药工艺技术基3第二章 生物制药工艺技术基础3第二章 生物制药工艺技术基础3第二章 生物制药工艺技术基础3.ppt

小规模培养可选择大小适当的三角瓶（50～2000ml），里面有选定的培养基，把筛选好的细胞株接入以后，旋转培养（50～l50r／min），4周后可进行继代培养。若采用固体培养，在培养基中加入0．7％～0．9％琼脂。 大规模培养方式主要是液体悬浮培养法，培养容器用桨式搅拌罐、空气气升式反应器。 为了保证细胞系的生产稳定，已研究了多种适宜的培养方式，简介如下： （1）二步法 从许多植物细胞培养与次生产物的形成来看，生物合成作用往往在细胞生长的后期，据此提出二步培养法。第一步培养基称为生长培养基，主要适合于细胞的生长；第二步称为合成培养基，用于次生产物的合成。 两种培养基往往有所区别，后者通常具有较低含量的硝酸盐或磷酸盐，或两者含量均较低。此外，通常也含有较低的糖分或少量可利用的碳源。 （2）固定化培养 将悬浮培养的植物细胞包埋于固体基质中，成为一个固定的生物反应系统。包埋的基质可为多糖和多聚化合物，如褐藻酸盐、琼脂（糖）、聚丙烯酰胺、角叉菜胶。 由于这些支持物胶体本身的交联方式，使之对养料、水分及气体有一定的通透性，在不同程度上维持细胞的生物活力，从而保证进行生化反应的酶系和辅助因子的存在。 基于此原理，在细胞产生次生产物的时期，就将其固定化，加以营养介质及底物进行反应，将其制成颗粒状，注入柱式反应器，就可以进行连续循环反应。通过固定化细胞进行连续培养是实现商业化生产的有效途径。 （3）代谢产物胞外释放 由于大部分有用的次生代谢物并不释放到培养基中，而是储存于液泡中，传统的提取药用次生代谢物的方法始于破碎细胞，使细胞只能一次性的使用。解决储存液泡中的次生代谢物使之释放到胞外，也是通过固定化细胞进行连续培养要解决的一个主要问题。 已发展出了化学试剂法、改变离子强度法、pH扰动法、电击法等。 （4）两相培养技术 即在培养基中引入第二相，细胞产物在原培养系统合成后，向第二相富集，从而减少了产物的反馈抑制，不仅提高了产量，而且简化了后处理。 （四）植物细胞大规模培养的生物反应器特点 反应器的选择取决于生产细胞的密度、通气量以及营养成分的分散程度。常用的反应器 3种类型。 1、摇瓶 气体和营养成分的均匀分布通过振荡而实现搅拌目的。 2、搅拌型生物反应器 通过不同类型搅拌器的灵活应用有利于植物培养的高度混合，反应器内的温度、溶氧以及营养物浓度易控制，实验结果显示浆型搅拌器适用于植物细胞培养。 3 鼓泡塔生物反应器与气升式生物反应器 这类反应器通过外部循环泵或压缩空气作为动力，使反应器内的培养物上下混合。 ?（1）鼓泡塔生物反应器 鼓泡塔生物反应器是通过反应器底部的喷嘴及多孔板而实气体分散。 鼓泡塔生物反应器主要优点是：没有运动部件，操作不易染菌，在无机械能输入情况下，提供了较高的热量和质量传递；适用于对剪切敏感性细胞的培养，放大相对容易。缺点是混合不匀，缺乏有关反应器内的非牛顿流体的流动与传递特性的数据等。 ? （2）气升式生物反应器 气升式生物反应器有内循环式和外循环式两种类型。其培养物流动性比鼓泡塔更为均匀。气升式生物反应器是植物细胞培养最合适的反应器之一，可以在低剪切下达到较好的混合和较高的氧传递效果。而且不易污染，操作费用也较低。 4、转鼓式生物反应器 转鼓式生物反应器是通过转动促进反应器内的氧及营养物的混合，设置挡板有助于提高氧的传递，在高密度培养时有高的传氧能力，在高密度培养时，转鼓式优于搅拌式。其缺点是难于大规模放大。 四、酶工程制药技术基础 （一）酶工程技术 酶工程 是酶学与工程学互相渗透结合，发展形成的生物技术，它研究酶和应用酶的特异催化功能，并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。 除了第一代酶－酶制剂和第二代酶一固定化酶的广泛应用外，第三代酶，即包括辅助因子再生系统在内的多酶反应器也已取得迅速发展。 酶工程的主要内容包括酶的生产、分离、纯化、酶的固定化、酶与固定化酶的反应器以及酶与固定化酶的应用等。 * * 二、动物细胞工程制药技术基础 （一）动物细胞的获得 供生产生物技术药物的动物细胞有3类； 1、原代细胞 原代细胞是直接取自动物组织器官，经过分散、消化制得的细胞悬液。 2、二倍体细胞系 原代细胞经过传代、筛选、克隆，从而由多种细胞成分的组织中挑选强化具有一定特性的细胞株。 其特点是： ①染色体组织仍然是2n的模型； ②具有明显贴壁依赖和接触抑制的特性： ③具有有限的增殖能力，一