生物工程下游技术-第一章课件.ppt

Genetic engineering medicine project Interferon production Plant tissue culture Ginseng tissue culture Question 1、What is bioreactor? The system contains a microporous membrane, usually with pore diameters of 0.45 μm, a feed pump much like in the conventional TFF systems, but a permeate pump replaces the usual valve used for restricting the permeate flow. The second pump helps to accurately control the permeate flux and to maintain a low transmembrane pressure. Under high transmembrane pressures, the fragile cells can be pushed into the membrane pores and get damaged. With these systems, a high product recovery can be achieved without cell lysis. Diafiltration helps to further improve product recovery. Aggregates of proteins and colloidal material are also retained, and care must be taken to make sure that the desired protein is recovered in good yields in the permeate. Washing the retentate with a suitable buffer helps to improve the protein recovery in the permeate. The product is then sent for further purification. Section Two 第一节 概述 各种细胞及其代谢产物的生产过程都要通过细胞的培养，而细胞培养所用的装置就是反应器。 生物反应器的作用：就是要为细胞代谢提供一个优化的物理及化学环境，使细胞能更快更好地生长，得到更多的需要的生物量或代谢产物。 生物反应器：生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 如何使细胞生长的更快更好？ 一、好的细胞株系 二、良好的环境条件 1、良好的物理环境：最主要的有温度、pH、溶氧量、合适的混合强度以保证细胞与营养物的接触及细胞的悬浮等。 2、合适的化学环境：要求有合适的各种营养物的浓度，并限制各种妨碍生长代谢的有毒物质的浓度。 研究生物反应器的目的 1、确定为达到一定的生产目的需要多大的生物反应器，什么样的结构更好。 2、对已有的生物反应器进行分析，达到优化的目的。 3、分析各种生物反应器的数据，从而对细胞的生长、代谢等过程有更加深入的理解。 （生物反应器是工程学的一部分也是化学工程的一个分支） 化学工程还包括下面几个重要的内容 1、流体的输送及混合。核心问题是流体之间动量的传递、机械能的转化。 2、热量的传递。生物反应器要考虑发酵热的传出以及发酵罐温度的控制。 3、物质的传递。生物反应器内进行着各种物质传递过程，这些传递过程的强度主要由浓度差以及扩散的面积决定。 第二节 细胞生长及代谢过程动力学 一、细胞生长的特点、描述方法的分类 二、细胞的浓度及其测量 三、均衡生长模型 四、其它模型 一、细胞生长的特点、描述方法的分类 （一）细胞培养 1、细胞培养的一般条件 温度 pH 渗透压 营养物 水 无菌条件 光 气体 2、动物细胞培养的特殊条件 (1)血清：动物细胞离体培养常常需要血清。最常用的是小牛血清。血清提供生长必需因子，如激素、微量元素、矿物质和脂肪。 (2)支持物：大多数动物细胞有贴壁生长的习惯。离体培养常用玻璃，塑料等作为支持物。 (3)气体交换：二氧化碳和氧气的比例要在细胞培养过程中不断进行调节，不断维持所需要的气体条件。 3、植物细胞培养的特殊条件 (1)光照：离体培养的植物细胞对光照