动物细胞规模化培养技术现状_曹宽仁.pdf
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1、世界热带农业信息2023年第 9期动物细胞规模化培养技术现状1贴壁培养贴壁培养是在某一固相表面贴附细胞并对其培养的一种动物细胞规模化培养技术,动物细胞必须贴附于携带有部分电荷的固体表面或者半固体表面,只有这样动物细胞才能生长。目前,大部分动物细胞培养均为这一类型。1.1 生长特性在培养贴壁依赖型细胞时,必须保证其紧密附着于培养器皿壁上或培养瓶瓶壁上,细胞原本形状为圆形,在其贴壁后将会立即铺展开来,并进行有丝分裂,在很短时间内细胞便会开始对数生长。通常仅需数日细胞就会将培养壁表面铺满,同时构建一个密集性较高的细胞单层。需注意的是,贴壁表面必须具备高度表面活性并携带有净阳电荷,同时要求微载体具备一
2、定电荷密度,如果贴壁表面为有机物表面,还需保证其具备明显的亲水性特点,同时携带有阳性电荷。1.2 贴壁培养优点第一,细胞会在固相表面紧密附着,在培养过程中可将旧培养液直接倒掉,清洗干净后直接装入新的培养液,更换培养液较为便利。第二,由于细胞在载体表面固定,此方式无需配备过滤系统,可通过灌注方式以提升细胞密度。第三,在细胞附着于生长基质表面时,细胞对某一产品的表达效果将更加理想。第四,可利用统一设备对多种细胞进行培养,同时可以结合实际需求调整细胞液及细胞间的比例。1.3 贴壁培养缺点在细胞贴壁后,其消化难度较大,最终会增加扩大培养的难度。培养过程中培养设施需要较大的占地面积,同时相关设备需要较多
3、的资金。在细胞反应器培养过程中,无法通过显微镜观察细胞,无法实时监测细胞的生长状态。在控制细胞环境的过程中,很难实现完全的均匀化。1.4 贴壁培养系统1.4.1 转瓶培养系统在贴壁依赖型细胞培养过程中,转瓶培养系统是最早采用的一种系统。在小型培养过渡至大规模培养时,一般采用转瓶培养。在转瓶(旋转的圆筒形培养器)中接种细胞后,在转瓶的持续旋转作用下培养细胞,这样细胞能够交替接触空气及培养液,获取良好的传热条件,传质条件转瓶培养的主要特点是结构简单、无需投入过量资金及设备、技术较为成熟,同时这一系统具备良好的重复性,仅仅需要对转瓶数量增加以实现放大。但是转瓶培养系统也存在一定的缺点:即需要占据较大
4、的空间,劳动强度较大,单位体积仅可提供较小的细胞生长表面积,同时其细胞生长密度并不高,在培养过程中无法实现对环境条件的有效监测及控制。目前,常见的转瓶培养系统可以分为二氧化碳培养箱及转瓶机。1.4.2 反应器贴壁培养系统在应用反应器贴壁培养系统时,细胞主要在固定表面贴附并生长,在搅拌作用下细胞不会随着培养液共同流动,基于此,培养液更换较为便利,无需特定的细胞分离及培养液设备,通过灌流培养即可获取较高的细胞密度,在此基础之上获取相关产品;但是在具体应用过程中很难扩大规模,无法对细胞的生长情况直接监控,因而这一系统常用于价值较高、用量少的生物药品制备。常见细胞贴壁载体主要包括中空纤维、微载体系统及
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