第五篇 动物细胞大规模培养.ppt

第五章 动物细胞的大规模培养 一、概述 二、方法和操作方式 三、动物细胞生物反应器 概述 在生物技术中，人们已广泛地围绕着细菌、酵母、丝状真菌等微生物的大量培养来生产各种酶、抗生素、蛋白质等产物。然而，许多有重要价值的蛋白质等生物物质，必须借助于动物细胞的培养来获得，例如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 大规模的动物细胞培养开始于本世纪50年代，经过多年来的研究，人类对动物细胞培养技术进行了大量的研究开发，取得了很大的进展。尽管如此，目前的技术水平还远不能满足细胞生物产品研究和生产的要求，随着动物细胞培养技术的应用日趋广泛，已显示出很广阔的发展前景。 基本概念： 动物细胞大规模培养技术：指在人工条件下，在细胞生物反应器中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。 人工条件---既满足培养过程必需的营养要求，还要进行pH和溶解氧的最佳控制 动物细胞培养的产物 大规模动物细胞培养工艺流程图 第二节大规模培养的方法和操作方式 2 、动物细胞与微生物细胞的培养方法比较 二、动物细胞培养方法 贴壁培养 悬浮培养 固定化培养 ? 1.贴壁培养 是指必须贴附在固体介质表成上生长的细胞培养。 ? 贴壁培养： 旋转瓶培养 中空纤维培养 细胞工厂培养 微载体培养 微载体悬浮培养系统 微载体培养定义：用微珠作载体， 使单层动物细胞生长于微珠表面，可在培养液中进行悬浮培养。 微载体：贴壁培养动物细胞的载体微珠。 反应器:可用与悬浮培养相同设备 优点：比表面积大；生长条件易控制且易放大，兼贴壁与悬浮培养的优势，取样方便；易于分离。 缺点：连续搅拌损伤载体表面细胞；培养后期细胞容易脱落。 2. 悬浮培养 是指细胞在培养器中自由悬浮生长的过程。 6、悬浮培养的优点 增加培养细胞与培养液的接触面 及时带走培养物产生的有害代谢产物 保证了氧的充分供应  3.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。 大规模培养技术的操作方式 （1）分批培养； （2）流加培养； （3）半连续培养； （4）连续培养； （5）灌流式培养。 细胞灌流式培养系统实例 第三节动物细胞生物反应器 1、通气搅拌式细胞培养反应器 2、气升式动物细胞培养反应器 与微生物发酵及植物细胞培养的反应器结构相同。 3、中空纤维细胞培养反应器 1）结构 2）用途 :培养悬浮生长的细胞和贴壁依赖性细胞 反应器的优缺点 优点：避免向培养基直接通气时气泡损伤细胞，没有移动部件，密封好，氧转换率较高，便于放大。 缺点：氧传递系数小，气路系统不能就地灭菌。 反应器适用范围 悬浮培养：非贴壁依赖性细胞和贴壁于微载体的贴壁细胞 优点:器内湍流温和均匀剪应力小，完全密封，便于无菌操作，氧的转换率高，便于放大生产。 3)优点 培养器体积小，细胞密度高； 浓缩产品； 产物纯度高； 自动化程度高，细胞生长周期长。 4)缺点:价格高 * * 本章内容提要 疫苗 人 小儿麻痹症疫苗、狂犬疫苗、风疹疫苗、脑炎疫苗、疱疹疫苗等 ? 动物 牛病毒性腹泻疫苗、牛痢疾疫苗、犬传染性肝炎疫苗、鸡痘病疫苗、猪霍乱疫苗、牛疫狂犬疫苗、草鱼出血热疫苗 单克隆抗体 IgG、IgM、IgA等 免疫调节剂 β-细胞生长因子、干扰素、白细胞活化因子、血清胸腺因子、白细胞介素、胸腺素、巨噬细胞毒力因子等 酶 尿激酶、天门冬氨酰胺酶、胶原酶、细胞色素P、450、纤维蛋白溶酶原激活剂、胃蛋白酶、胰蛋白酶、酷氨酸脱羟酶等 激素 绒膜促性腺激素、促红细胞生成素、促滤泡激素、生长激素、促间质细胞激素、促黄体激素等 细胞培养反应器 提取 细胞 诱生剂 细胞 产品（肿瘤抗原） 纯化 产品（干扰素） 纯化 提取 产品（单克隆抗体） 浓缩纯化 7 9 8 6 5 4 3 2 1 10 10um 内部 宽松，可利用多种底物 倍增时间一般为0.5-2h 较好 好 10-100um 内部和激素 苛刻 倍增时间一般为12-60h 很差，缺乏保护性细胞壁 差 大小 代谢调节方式 营养要求 生长速率 机械强度 环境适应性 微生物细胞 动物细胞 性质 1、动物细胞与微生物细胞的性质比较 很高 较低 对水纯度的要求 几天—3、4周 几小时—几天 培养时间 过滤 高温蒸煮 培养基灭菌方法 改变进入气体的氧浓度 改变搅拌速度、通气量、进气氧浓度 溶氧控制 较慢 速度快、范围广 搅拌速度 CO2-HCO3缓冲液 添加酸、碱 PH控制 动物细胞 微生物细胞 实心微载体→大孔微载体 3、固定化培养