生物制药工艺学动物细胞工程制药 课件.ppt

（1）微载体培养 微载体培养法：将动物细胞吸附于微载体表面，在 培养液中进行悬浮培养，使细胞在微载体表面长成 单层的培养方法，或称微珠培养法。 制备微载体的材料主要有： 葡聚糖 明胶 聚苯乙烯 纤维素等 微载体培养的优点：既可创造相当大的贴附面积供细胞贴附生长增殖，满足绝大多数细胞的基本要求，又由于载体体积很小，比重较轻，在轻度搅拌下即可携带细胞自由悬浮在培养基内，充分发挥了悬浮培养的一切优点。 理想微载体需具备的条件 微载体表面性质与细胞有良好的相容性； 微载体的材料无毒性； 微载体的材料是惰性材料； 材料比重为1.030-1.045g/ml； 粒径60-250μm（溶胀后），大小均一； 具有好的光学透明性； 基质的性质是软性的； 可耐120℃高温，便于采用高压蒸汽灭菌； 经简单的适当处理后，可反复使用； 原料充分，制作简便，价格低廉。 从固体微载体发展到多孔微载体：极大增大了供细胞贴附的比表面积，同时还适用于悬浮细胞的培养。分两类： 一类在载体内加入钛等金属，使比重增加，适用于流化床反应器。 另一类不加钛，比重轻，可与固体微载体一样，用于搅拌罐式反应器或气升式反应器。 （2）包埋和微囊培养 包埋法：将细胞包埋于各种多聚物多孔载体中的方法，有时包埋的载体较大，又称为巨载体。 微囊法：由包埋法衍生而来，将包埋的颗粒经液化处理而成为微囊。用一层亲水的半透膜将细胞包围在珠状的微囊里，细胞不能逸出，小分子物质和营养物质可以自由出入半透膜。囊内是微小培养环境，与液体培养相似。 可用于包埋细胞的载体材料：人工合成的高分子聚合物（聚丙烯酰胺、环氧树脂等）、糖类（如纤维素、琼脂等）、蛋白质（如胶原、纤维蛋白等）。 包埋或微囊培养法的优点 包埋或包裹在载体或微囊内的细胞可获得保护，避免了剪切力的损害。 可以获得较高的细胞密度，一般都在107-108个/ml以上。 当控制微囊膜的孔径后，可使产品浓缩在微囊内，从而有利于下游产物的纯化。 可采用多种生物反应器进行大规模培养。 （3）结团培养 有些正常需要贴附在基质表面的细胞有形成结团的特点。 利用细胞本身作为基质，相互贴附后，再用悬浮的方法培养，可获得高密度的细胞。 可加入直径较小的微粒促进结团 优点：操作简便，节省了用于微载体的成本 二、动物细胞培养的操作方式 分批式操作 半连续式操作 灌流式操作 1. 分批式操作 两种情况： 将细胞和培养基一次性加入反应器内进行培养，此后细胞不断增长，产物不断形成和积累，最后将条件培养基，即经培养已含有细胞产物的培养基，或连同细胞一并取出，培养结束。 先将细胞和培养基加入反应器，待细胞生长至一定密度后，向反应器内加入诱导剂或病毒等，经一段时间作用后，将反应物取出。 2. 半连续式操作 定义：当细胞和培养基一起加入反应器后，在细胞增长和产物形成过程中，每间隔一段时间，取出部分培养物，或单纯是条件培养基，或连同细胞、载体一起，然后补充同样数量的新鲜培养基，或另加新鲜载体，继续培养。 优点：操作简便，生产效率高，可长期进行生产，反复收获产品，而且可使细胞密度和产品产量一直保持在较高的水平。 3. 灌流式操作 定义：当细胞和培养基一起加入反应器后，在细胞增长和产物形成过程中，不断地将部分条件培养基取出，同时不断地补充新鲜培养基。但细胞留在反应器内，使细胞处于一种不断的营养状态。 它与半连续式操作不同之处在于取出部分条件培养基时，绝大部分细胞仍保留在反应器内，而半连续式培养则同时也取出了部分细胞。 该操作方式是近代用动物细胞培养生产各种药品最被推崇的方式。 细胞可处在较稳定的良好的环境中，营养条件好，有害代谢废物浓度低； 可极大地提高细胞密度，从而极大地提高了产品产量； 产品在罐内停留时间缩短，可及时收留在低温下保存，有利于产品质量的提高； 培养基的比消耗率较低，加之产量质量的提高，生产成本明显降低。 灌流式操作的优点 一、动物细胞生物反应器的类型及其基本结构 二、动物细胞生物反应器的检测控制系统 第七节 动物细胞生物反应器 生物反应器必备条件 制造生物反应器所采用的一切材料，尤其是与培养基、细胞直接接触的材料，对细胞必须是无毒性的； 生物反应器的结构必须使之具有良好的传质、传热和混合的性能； 密封性能良好，可避免一切外来的不需要的微生物的污染； 对培养环境中多种物理化学参数能自动检测和调节控制，控制的精确度高，能保持环境质量的均一； 可长期连续运转； 容器加工制造时要求内面光滑，无死角，以减少细胞或微生物的沉积； 拆装、连接和清洁方便，耐高压蒸汽消毒，便于操作维修； 设备成本尽可能低。 生物反应器必备条件 按规模大小可分为： 实验室规模：＜20L，用于培养工艺的研究; 中试规模：20~100