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动物细胞大规模培养技术研究进展 摘要：文章浅析了动物细胞大规模培育技术的探讨进展。 关键词：动物细胞；培育技术；进展 中图分类号：S85文献标识码：A文章编号：1674-0432-02-0178-1 动物细胞培育起先于上世纪初，由胚胎学技术衍生而来。1962年以后其规模起先增大，发展到现在已成为生物制品生产以及基因工程等领域必不行少的工具之一。利用动物细胞培育生产具有较高医用价值的酶、疫苗、单抗和生长因子等，已成为生物医药等高新技术产业的重要组成部分。在大规模培育动物细胞的过程中，最根本的是使培育细胞的条件达到最优化，尽可能降低或消退外界环境对细胞的影响，使细胞维持高存活力和高效表达。 1 细胞最适生长培育基的选择 动物细胞培育基是细胞体外赖以生长、增殖、分化的重要因素。目前，动物细胞大规模培育中已经普遍运用无血清培育基，在此之前运用过自然培育基和合成培育基。无血清培育基在许多方面虽然都显示了极其强大的优势和发展前景，但无血清培育的应用诱发的细胞凋亡也成为了动物细胞无血清培育技术中亟待解决的问题。探讨发觉，在培育基中加入一些化合物，如金精三羧酸(Aurint ricarboxylic acid, ATA)、抗氧化剂和锌离子等，可阻挡因采纳无血清培育基而导致的肯定程度上的细胞凋亡。 2 生物反应器的选择 2.1 机械搅拌式生物反应器 机械搅拌式生物反应器是一类研制较早、应用广泛的生物反应器，主要包括培育罐、泵、马达、管、阀及仪表等几部分。 2.2 中空纤维管生物反应器 中空纤维管生物反应器的原理是泵动细胞培育液通过成束的合成空心纤维管 (毛细管)，供应了大量的细胞生长表面积，使细胞附着在毛细管内壁上生长，是一类开发较早且始终在改进的生物反应器。 2.3 气升式生物反应器 气升式生物反应器的原理是让气体混合物从底部经喷射管喷入反应器的中心导流管，使得中心导流管侧的液体密度低于外部区域从而形成循环。 2.4 流化床生物反应器 流化床生物反应器的基本原理是培育液通过反应器垂直向上流淌形成循环，始终供应细胞必需的养分成分，使细胞得以在微粒中生长，同时，不断加入簇新培育液并排出代谢废物。 2.5 一次性生物反应器 一次性生物反应器是由FDA认可并经过预先消毒的聚乙烯塑料箱组成，对生物体无害，箱中一部分填充培育基并接种细胞，其他部分是空气。培育过程中空气连续通过整个过滤器进入箱体，同时前后摇动箱体大大提高了培育液里的氧气溶解量，也促使培育液匀称混合。现在常用于培育动物细胞和植物细胞，并特别适合生产病毒。 3 培育用微载体的选择 大多数被培育的动物细胞都是贴壁依靠性细胞，而传统的贴壁依靠性细胞的培育是通过转瓶培育方式获得，其操作繁杂重复，耗费空间和人力，所以在动物细胞的大规模培育中都运用微载体。志向的微载体应用有利于细胞的快速附着和扩展，有利于细胞高密度生长，允许细胞易于脱落。近年来起先运用的多孔微载体可供应大的表面积/体积比率和最大的细胞密度。然而，以该载体培育的一些细胞系却紧紧贴在了微载体内，使其移动实力较差。因此，须要研制一种更好的培育方式，用来改善其表面特性和提高微孔的开放性，从而在增加细胞的移动性的同时提高了细胞贴壁率。 4 培育过程的在线监控 在大规模培育动物细胞中，生物离线取样特殊是产物浓度测定须要较长的时间，不能刚好反映细胞生存环境中的各种参数改变。因此，在线过程监控就显得特别重要，这样可以创建适合细胞生存的最佳环境，削减培育过程中的污染。到现在为止，在细胞培育过程中已经能对温度、pH值、溶解氧浓度进行在线分析并限制。此外，估测目前和将来生物反应过程中葡萄糖的汲取率和乳搪的生成率的软件也已经研制胜利，这使得对细胞大规模培育过程的状态监控更加刚好、精确。 5 细胞生长所需的最佳条件 影响细胞培育的主要因素有温度、pH值、CO2、DO、葡萄糖、乳酸、氨、甲基乙二醛、培育基成分等。一般状况下，温度一般为37，pH值在7.0-7.4之间，CO2水平为4-10%, DO维持在20-50%，葡萄糖是细胞培育过程中的能量的主要来源，须要维持在肯定水平。乳酸、氨、甲基乙二醛等是动物细胞培育中的主要限制因素。在实际应用中，降低甲基乙二醛的浓度是通过降低葡萄糖用量来实现的。 6 动物细胞大规模培育的应用 最近几年，动物细胞培育发展迅猛，能够自由扩大培育并且已经用于工业化生产。很多生物活性物质、疫苗、载体，如药用蛋白质、单克隆抗体、流感疫苗等，都能利用动物细胞大规模培育来获得。这些高技术产品大致可分为：疫苗、干扰素、单克隆抗体、基因工程产品。动物细胞大规模培育技术今后向自动化、精致化、大型化、高细胞密度、高目的产品产量发展。详细说来，就是开发细胞解离简单、细胞生长性能优良，并可以重复运用的廉价新型MC；研发更大规模的高无菌条件的生物反应器和剪切力较小、混合性能良好的搅拌系统；设计新型培育基以适合于各种体细胞株的无血清、无蛋白培基；优化细胞解离工艺，降低细胞损伤；将其他领域的高、精、尖技术移植于本事域，从而提高大规模培育动物细胞的精致化、自动化水平。 参考文献 1 忻亚娟,朱家鸿.动物细胞培育技术的进展J.浙江预防医学,2001,(14):48-50. 2 陈昭烈.动物细胞培育过程中的凋亡J.生物工程进展, 19101,18(6):17-20. 3 谭昌耀.用哺乳动物生产人用治疗制剂的发展与改进J.国外医学：预防、诊断、治疗用生物制品分册,2001,24(1):11-14. 4 李学梅,林建平,刘娥,等.固定化米根酶发酵制L2乳酸J.菌物系统,19101,17(4):318-326. 5 谭文松,陆健,张元兴.气升式生物反应器在杂交瘤细胞培育中的应用J.生物工程学报,11016,12(4):477-481. 作者简介：赵龙，男，汉族，吉林白城人，吉林农业科技学院生物工程学院生物工程专业本科生。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页
