第一篇 第四章 动物细胞培养反应器

1、动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 动物细胞培养方法动物细胞培养方法 动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用 动物细胞培养的特点动物细胞培养的特点 细胞培养的操作方式细胞培养的操作方式 细胞培养反应器细胞培养反应器 体外培养的动物细胞根据它们在培养器皿是否能贴附于支体外培养的动物细胞根据它们在培养器皿是否能贴附于支 持物上生长特征，可分为贴附型生长和悬浮型生长两大类。持物上生长特征，可分为贴附型生长和悬浮型生长两大类。 贴附型细胞贴附型细胞在培养时能贴附在支技物表面生长。大多数动物在培养时能贴附在支技物表面生长。大多数动物 细胞属于贴壁型细胞，如细胞属于贴壁型细胞，如Hela、Vero

2、、BHK、CHO细胞系。细胞系。 悬浮型细胞悬浮型细胞在培养中悬浮生长。来源于血液、淋巴组织的在培养中悬浮生长。来源于血液、淋巴组织的 细胞，许多肿瘤细胞和某些转化细胞。细胞，许多肿瘤细胞和某些转化细胞。 动物细胞培养方法动物细胞培养方法 动物细胞培养方法动物细胞培养方法 贴壁培养(单层细胞培养) 分散的细胞悬浮在培养瓶中很快分散的细胞悬浮在培养瓶中很快(几十分钟至几小时几十分钟至几小时)就贴就贴 附在瓶壁上，附在瓶壁上， 称为细胞贴壁，称为细胞贴壁， 贴壁后的细胞形态形成多态贴壁后的细胞形态形成多态 性，性， 呈单层生长，呈单层生长， 所以此法又叫单层细胞培养。所以此法又叫单层细胞培养。 悬

3、浮培养 细胞在培养器中自由悬浮生长的过程，不贴壁，主要用于细胞在培养器中自由悬浮生长的过程，不贴壁，主要用于 悬浮型细胞培养，如悬浮型细胞培养，如淋巴淋巴细和肿瘤细胞的培养。细和肿瘤细胞的培养。 固定化培养 一种包埋培养。对两类细胞都适用，细胞生长密度高，一种包埋培养。对两类细胞都适用，细胞生长密度高， 抗剪切力和抗污染能力强。悬浮型细胞常用海藻酸钙包埋，抗剪切力和抗污染能力强。悬浮型细胞常用海藻酸钙包埋， 贴壁型细胞常用胶原包埋。贴壁型细胞常用胶原包埋。 动物细胞培养方法动物细胞培养方法 动物细胞培养可生产的生物制品 1.病毒疫苗：病毒疫苗：口蹄疫(FMD)、狂犬疫苗等 2.非抗体免疫调节剂

4、：非抗体免疫调节剂：干扰素(IFN)、白介素(IL)等 3.多肽生长因子：多肽生长因子：神经生长因子(NGF)、成纤维细胞生长因子(FGF) 4.酶：酶：组织血纤维溶酶原激活剂(t-PA) 5.激素：激素：红细胞生成素(EPO)、促黄体生成素(LH) 6.病毒杀虫剂病毒杀虫剂 7.肿瘤特异性抗原：癌胚抗原肿瘤特异性抗原：癌胚抗原(CEA) 8.单克隆抗体单克隆抗体 9.皮肤重植皮肤重植 10.细胞细胞 动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用 动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用 动物细胞培养生产生物制品工艺实例 1.组织纤溶酶激活剂生产工艺流程组织纤溶酶激活剂生产工艺流程 细胞单

5、层 细胞悬液 细胞培养物 培养 培养液 提取液 层析液浓缩液层析液 tPA成品 分散分离 提取层析纯化浓缩 层析精制 冻干 2.抗抗HBsAS的单克隆抗体生产工艺流程的单克隆抗体生产工艺流程 培养液 杂种细胞混合物 大鼠骨髓瘤免疫大鼠脾淋巴细胞 融合 融合混合物 筛选 克隆化 杂交瘤克隆系 种质培养 细胞种质 扩大培养 分离 粗制McAb 精制 层析液 超虑 浓缩液 冻干 McAb精品 动物细胞培养的特点 1. 细胞生长缓慢，易受微生物污染，培养时需要抗生素；细胞生长缓慢，易受微生物污染，培养时需要抗生素； 2. 动物细胞较微生物大得多，无细胞壁，机械强度低，适应动物细胞较微生物大得多，无细胞

6、壁，机械强度低，适应 环境能力差；环境能力差； 3. 培养过程需氧量少，且不耐受强力通风与搅拌；培养过程需氧量少，且不耐受强力通风与搅拌； 4. 在机体中，细胞相互粘连以集群形式存在；在机体中，细胞相互粘连以集群形式存在； 5. 培养过程产物分布于细胞内外，成本高，产品价格昂贵；培养过程产物分布于细胞内外，成本高，产品价格昂贵； 6. 大规模培养时，不可套用微生物反应的经验；大规模培养时，不可套用微生物反应的经验； 7. 原代培养细胞一般繁殖原代培养细胞一般繁殖50代即退化死亡。代即退化死亡。 动物细胞培养的特点动物细胞培养的特点 无论是贴壁细胞还是悬浮细胞，深层培养的操作方式可分无论是贴壁细

7、胞还是悬浮细胞，深层培养的操作方式可分 细胞培养的操作方式细胞培养的操作方式 分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式。分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式。 分批式操作分批式操作 操作简单、是最常用的操作方式。分批式培养过程中，细胞操作简单、是最常用的操作方式。分批式培养过程中，细胞 的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期 分批式培养细胞生长曲线分批式培养细胞生长曲线 流加式操作流加式操作 半连续式操作半连续式操作 细胞培养的操作方式细胞培养的操作方式 能够调节培养环境中营养物能够调节培养环境中营养物 质的浓度。质的浓

8、度。 连续操作连续操作 能提高细胞密度，应用于培能提高细胞密度，应用于培 养悬浮型细胞。养悬浮型细胞。 灌注培养灌注培养 大大提高细胞密度，有助于大大提高细胞密度，有助于 产物的表达和纯化。产物的表达和纯化。 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 通气搅拌式细胞培养反应器通气搅拌式细胞培养反应器 通气搅拌式细胞培养反应器通气搅拌式细胞培养反应器 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 气升式细胞培养反应器气升式细胞培养反应器 气升式培养系统的优点：气升式培养系统的优点： 没有移动部件；没有移动部件； 完全密封；完全密封； 便于无菌操作；便于无菌操作； 设计简

9、单；设计简单； 便于放大生产；便于放大生产； 氧的转换率高。氧的转换率高。 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 细胞培养流程细胞培养流程 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 中空纤维细胞培养反应器中空纤维细胞培养反应器 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 中空纤维细胞培养反应器中空纤维细胞培养反应器 优点：优点： 培养体积小，细胞高密度生长；培养体积小，细胞高密度生长； 有浓缩产品的功能；有浓缩产品的功能； 产物纯度高；产物纯度高； 自动化程度高，细胞生长周期长。自动化程度高，细胞生长周期长。 缺点：缺点： 中空纤维价格昂贵，生产成本高。中空纤维价格昂贵，生产成本高。 动物细胞培养反应器

10、动物细胞培养反应器 微囊细胞培养反应器微囊细胞培养反应器 特点：特点： 细胞密度大； 产物浓度高； 分离纯化操作经济简单； 抗体活性、纯度好 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 微载体微载体细胞培养反应器细胞培养反应器 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 微载体细胞培养反应器微载体细胞培养反应器 悬浮培养瓶悬浮培养装置 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 微载体细胞培养反应器微载体细胞培养反应器 动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器 微载体细胞培养反应器微载体细胞培养反应器 微载体系统培养动物细胞的优点：微载体系统培养动物细胞的优点： 比表面积大，单位体积培养培养基细胞产率高比表面积大，单位体积培养培养基细胞产率高; 微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均一，简化了微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均一，简化了 这些环境因素的检测和控制这些环境因素的检测和控制; 培养基的利用率高培养基的利用率高; 采样重演性好采样重演性好; 收获过程简单收获过程简单; 放大较容易放大较容易; 劳动强度小，占用空间小。劳动强度小，占用空间小。 动物细胞培养反应