ch3 细胞培养技术

第三章细胞培养技术细胞培养细胞培养的操作方式3.1细胞培养概念：是指从体内组织别离细胞，模拟体内环境，在无菌、适当条件下使其生长繁殖的一种技术。依培养对象分类：植物细胞培养：原生质体培养、花药培养、愈伤组织培养、组织培养、藻类细胞培养等。动物细胞培养：精子与卵子培养、受精卵培养、胚胎培养、组织与器官培养。培养方法：悬浮培养、固定化培养、原代培养、传代培养、分批培养、流加培养、半连续培养、连续培养、灌流培养等。细胞培养的影响因素：营养、温度、pH、渗透压、溶解氧、光照、剪切力等。3.2细胞培养的操作方式分批式培养添加式培养半连续式培养连续式培养灌流式培养根据细胞培养时营养成分添加以及培养液与细胞收集方式的不同，细胞培养可分为如下5种操作方式。3.2.1分批式培养概念：是指细胞和培养基一次性参加到培养容器或生物反响器内进行培养，在培养过程中培养液体积不变，不添加营养成分，待细胞增长和产物积累到适当的时间，一次性收获细胞、产物和培养液的培养方法。细胞生长特点：一般分为5个阶段即延迟期、指数生长期、减速期、平台期和衰退期。3.2.1分批式培养分批培养的特点：操作简单，培养周期短。培养系统属于封闭式，培养过程中与外部环境没有物料交换，染菌和细胞变异概率低。除了控制温度、pH和通气量或搅拌速度外，不进行其他控制。直观反映细胞生长代谢过程。因为培养期间不添加任何营养成分，细胞生长代谢是在一个相对固定的环境中，适合研究营养消耗、细胞生长、代谢产物积累规律。可直接放大。由于培养过程工艺简单，对设备和控制的要求较低，规模放大比较容易。存在不能控制底物浓度、细胞易老化、生长周期短、效率低等缺乏。3.2.2添加式培养概念：是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加一种或多种营养成分的培养方法。优点：可根据细胞生长速率、营养物消耗情况，保证合理、充足的营养。可以减少产物反响抑制，排除有害产物积累带来的细胞损伤。细胞不易老化。可以防止在分批培养中因一次投料过多造成的底物抑制等影响，改善培养液流体学性质。可延长指数生长期，从而提高细胞浓度，延长细胞培养周期。产物浓度较高，同时又能实现连续培养。3.2.4连续式培养概念：是在细胞到达最大密度之前，以一定的速度向生物反响器连续添加新鲜培养基，同时含有细胞的培养液以相同的速度从生物反响器流出，以保持体积恒定的培养方式。特点：细胞能在近似恒定状态下生长，营养物质浓度、产物浓度、pH根本保持恒定，细胞浓度以及细胞比生长速率根本保持不变，细胞维持持续指数增长。问题：一直有细胞收获，浓度一般不高；细胞分裂快、易变异；由于是开放式操作，加上培养周期较长，容易造成污染；对设备、仪器的控制技术要求渐高。3.2.4灌流式培养概念：是把细胞和培养基一起参加生物反响器后，在细胞增长和产物形成过程中，不断将局部培养液去处，同时又连续不断地补充新的培养液，与连续式培养的不同之处在于取出培养液时，细胞均保存在生物反响器中。特点：细胞截流系统可使细胞保存在生物反响器内，维持较高的细胞密度。连续灌流系统能使细胞处于较稳定的营养环境中，有害代谢产物浓度积累