大规模细胞培养和微生物发大规模细胞培养和微生物发酵技术酵技术细胞培养的概述细胞培养的概述•动物细胞的特点：无细胞壁倍增时间长，生长缓慢需氧量少，对搅拌敏感聚集体形成原代细胞培养50代即开始退化动物细胞培养的概述动物细胞培养的概述•动物细胞培养的定义：动物细胞与组织培养是从动物体内取出细胞或组织，模拟体内的生理环境，在无菌、适温和丰富的营养条件下，使离体细胞或者组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术动物细胞培养的概述动物细胞培养的概述•生长特性贴壁生长型：如人胚肺细胞，Hela细胞，巨噬细胞，神经细胞悬浮生长型：如血液白细胞、淋巴细胞等体外培养细胞的基本技术体外培养细胞的基本技术•体外培养特点•体外培养工具•体外培养条件•体外细胞生长增殖过程•培养方法•大规模培养技术体外培养的特点体外培养的特点•营养条件苛刻•适应性差，敏感•培养时间长，易污染体外培养的条件体外培养的条件•温度，37℃•pH：7.2-7.4•气体：氧，二氧化碳，氮气•营养条件：需要多种氨基酸，维生素，辅酶，核酸，嘌呤，嘧啶，激素和生长因子，其中多种成分可由血清提供细胞大规模培养技术细胞大规模培养技术细胞大规模培养的方法细胞大规模培养的方法•反应器贴壁培养容易换液，不需特殊的分离细胞和培养液的设备，可采用灌流培养获得高密度，但扩大规模较难，适合制备量小，价值高的生物药品。（CelliGenPlusTM）•微载体培养最有前途的动物细胞大规模培养技术，兼有悬浮培养和贴壁培养的优点，易于放大。（Cytodex，Cytopore和Cytoline）•无血清悬浮培养用已知人源或动物来源的蛋白或激素代替动物血清的一种细胞培养技术动物细胞大规模培养过程中动物细胞大规模培养过程中重要参数重要参数•pH•溶氧•温度•谷氨酸/谷氨酰胺•葡萄糖•乳酸•CO2动物细胞大规模培养过程中动物细胞大规模培养过程中重要参数重要参数•NH4+•K+/Na+•Ca++•渗透压•细胞密度动物细胞大规模培养存在的动物细胞大规模培养存在的问题问题•细胞凋亡•细胞在高密度条件下，由于细胞的多层生长，存在细胞接触抑制效应，细胞的生长和表达均受到严重影响动物细胞大规模培养存在的动物细胞大规模培养存在的问题问题•细胞凋亡主要是细胞生长的条件较恶劣，包括：1.营养缺乏2.有害代谢产物的积累3.pH和溶氧控制不当4.机械搅拌剪切力较大5.渗透压细胞大规模培养的应用细胞大规模培养的应用•生产疫苗•蛋白质和多肽药物•基因治疗•单抗微生物培养技术微生物培养技术概述传统：酿酒、抗生素、制醋基因工程：生产蛋白质药物、疫苗等（大肠杆菌、酵母）一般采用高密度发酵技术微生物培养微生物培养培养过程决定于：菌种培养条件微生物培养过程重要参数：温度pH溶氧葡萄糖/甘油乙酸•乳酸•NH4+•磷酸盐•乙醇(酵母)•甲醇(酵母)•细胞密度微生物高密度培养微生物高密度培养发酵培养基表达基因的调控宿主菌质粒的拷贝数及稳定性高密度培养的关键是发酵的补料控制,根据重组菌的生长特点及产物的表达方式采取合理的营养物质的流加方式恒速流加变速流加指数流加微生物高密度培养乙酸的形成:培养液中葡萄糖的含量超过菌体生长所需量或在缺氧的情况下,便会大量产生乙酸.减少乙酸的策略:限制性流加葡萄糖甘油代替葡萄糖降低培养温度•宿主菌•降低比生长速率•透析培养细胞培养和微生物发酵中的重要细胞培养和微生物发酵中的重要参数参数了解生物技术的应用pHpH•不同的细胞具有不同最佳pH范围•pH能影响葡萄糖和谷氨酰胺的代谢，在低pH条件下，葡萄糖消耗速度慢•pH能影响细胞的生长和目标产物的量EffectsofpHonIgGProduction0102030406.877.27.47.6pHUnitslogH+COCO22•在细胞培养过程中，CO2与碳酸氢盐形成缓冲对，稳定培养液中的pH•CO2也可用于计算呼吸商，反应细胞活力和代谢旺盛程度•细胞代谢（呼吸作用）会产生CO2(废物)–CO2水平增加会抑制细胞生长和细胞活性，从而影响目标蛋白的表达，当溶液中CO2达到14-15%时，会严重抑制细胞的生长CO2+H2O<<>>H2CO3<<>>H++HCO3-DO(DO(溶氧）溶氧）葡萄糖等需氧来氧化产生ATP供细胞的能量•用于测量...
