第十一章动物细胞大规模培养 教 学 内 容 1、动物细胞培养基 2、动物细胞培养方法 3、动物细胞培养生物反应器 4、动物细胞培养技术 5、动物细胞大规模培养工艺
第十一章动物细胞大规模培养 教 学 内 容 1、动物细胞培养基 2、动物细胞培养方法 3、动物细胞培养生物反应器 4、动物细胞培养技术 5、动物细胞大规模培养工艺
第十一章 动物细胞的大规模培养 本章内容提要 在生物技术中，人们已广泛地围绕着细菌、酵母、丝状真菌等微生物的 大量培养来生产各种酶、抗生素、蛋白质等产物。然而，许多有重要价值的 蛋白质等生物物质，必须借助于动物细胞的培养来获得，例如病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等，如表11-1所示的是一些已实现工业化和正在研究开发的产 品。 大规模的动物细胞培养开始于本世纪50年代，经过多年来的研究，人类对动 物细胞培养技术进行了大量的研究开发，取得了很大的进展。尽管如此，目前 的技术水平还远不能满足细胞生物产品研究和生产的要求，随着动物细胞培养 技术的应用日趋广泛，已显示出很广阔的发展前景。 目前由动物细胞培养的产物包括哪几类？请分别列举出2-3个产物。 问题
第十一章 动物细胞的大规模培养 本章内容提要 在生物技术中，人们已广泛地围绕着细菌、酵母、丝状真菌等微生物的 大量培养来生产各种酶、抗生素、蛋白质等产物。然而，许多有重要价值的 蛋白质等生物物质，必须借助于动物细胞的培养来获得，例如病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等，如表11-1所示的是一些已实现工业化和正在研究开发的产 品。 大规模的动物细胞培养开始于本世纪50年代，经过多年来的研究，人类对动 物细胞培养技术进行了大量的研究开发，取得了很大的进展。尽管如此，目前 的技术水平还远不能满足细胞生物产品研究和生产的要求，随着动物细胞培养 技术的应用日趋广泛，已显示出很广阔的发展前景。 目前由动物细胞培养的产物包括哪几类？请分别列举出2-3个产物。 问题
表11-1 动物细胞培养的产物 疫苗 人 小儿麻痹症疫苗、狂犬疫苗、风疹疫苗、脑炎疫苗、疱疹疫 苗等 动物 牛病毒性腹泻疫苗、牛痢疾疫苗、犬传染性肝炎疫苗、鸡痘 病疫苗、猪霍乱疫苗、牛疫狂犬疫苗、草鱼出血热疫苗 单克隆抗体 IgG、IgM、IgA等 免疫调节剂 β-细胞生长因子、干扰素、白细胞活化因子、血清胸腺因子、 白细胞介素、胸腺素、巨噬细胞毒力因子等 酶 尿激酶、天门冬氨酰胺酶、胶原酶、细胞色素P、450、纤维 蛋白溶酶原激活剂、胃蛋白酶、胰蛋白酶、酷氨酸脱羟酶等 激素 绒膜促性腺激素、促红细胞生成素、促滤泡激素、生长激素、 促间质细胞激素、促黄体激素等
表11-1 动物细胞培养的产物 疫苗 人 小儿麻痹症疫苗、狂犬疫苗、风疹疫苗、脑炎疫苗、疱疹疫 苗等 动物 牛病毒性腹泻疫苗、牛痢疾疫苗、犬传染性肝炎疫苗、鸡痘 病疫苗、猪霍乱疫苗、牛疫狂犬疫苗、草鱼出血热疫苗 单克隆抗体 IgG、IgM、IgA等 免疫调节剂 β-细胞生长因子、干扰素、白细胞活化因子、血清胸腺因子、 白细胞介素、胸腺素、巨噬细胞毒力因子等 酶 尿激酶、天门冬氨酰胺酶、胶原酶、细胞色素P、450、纤维 蛋白溶酶原激活剂、胃蛋白酶、胰蛋白酶、酷氨酸脱羟酶等 激素 绒膜促性腺激素、促红细胞生成素、促滤泡激素、生长激素、 促间质细胞激素、促黄体激素等
补充内容（一） 单克隆抗体 哺乳动物细胞中有一套复杂的防御系统保护自己不受有毒物质和病原物的侵 害，其中一部分防御反应就是淋巴细胞经诱导产生特异的蛋白，这些蛋白可以在其 他免疫系统蛋白的帮助下与外来物质结合，并抵消其生物学功能。这些特异的蛋白， 就是抗体；相对于抗体，诱发产生抗体的外来物质即称为抗原。 抗体最早是由德国微生物学家贝林发现的，它们存在于人和脊椎动物的血清之 中，是这些生物体内免疫系统的重要组成成分。由于抗体分子具有极其精确的结合 特异性，可以识别各种不同的抗原，还可以激活细胞的其他防卫系统以消灭抗原， 因此抗体在基础研究和临床诊断中获得了广泛的重视和应用。随着杂交瘤技术、蛋 白质工程和转基因技术等技术的发展，抗体已逐步在疾病治疗等应用领域显示出越 来越广阔的应用前景
补充内容（一） 单克隆抗体 哺乳动物细胞中有一套复杂的防御系统保护自己不受有毒物质和病原物的侵 害，其中一部分防御反应就是淋巴细胞经诱导产生特异的蛋白，这些蛋白可以在其 他免疫系统蛋白的帮助下与外来物质结合，并抵消其生物学功能。这些特异的蛋白， 就是抗体；相对于抗体，诱发产生抗体的外来物质即称为抗原。 抗体最早是由德国微生物学家贝林发现的，它们存在于人和脊椎动物的血清之 中，是这些生物体内免疫系统的重要组成成分。由于抗体分子具有极其精确的结合 特异性，可以识别各种不同的抗原，还可以激活细胞的其他防卫系统以消灭抗原， 因此抗体在基础研究和临床诊断中获得了广泛的重视和应用。随着杂交瘤技术、蛋 白质工程和转基因技术等技术的发展，抗体已逐步在疾病治疗等应用领域显示出越 来越广阔的应用前景
抗体 由B细胞产生的免疫球蛋白，它能识别抗原的某一特定位点。抗体分 子由两个完全相同的重链分子以及两个完全相同的轻链分子组成。存在 于人或哺乳动物的血清之中。 抗原 指诱导产生抗体的物质。 如前所述，抗体分子是免疫系统反应的一个重要组分，因为抗体分子可以识 别各种不同的外来抗原，同时可激活宿主的防卫系统。 对于一个免疫刺激（有毒物质或病原物侵入，即抗原），每一个淋巴细胞都 会合成并分泌一种单个的抗体，这些抗体可以高度特异地识别免疫抗原的特定区域， 也就是抗原决定簇。由于一个抗原通常都有几个不同的抗原决定簇，因此每个免疫 淋巴细胞都可能产生一种针对某一个抗原决定簇的抗体，这些由同一抗原而产生的 不同的抗体统称为多克隆抗体。 有毒物质或病原物侵入，即抗原 侵入 抗体 抗体2 1
抗体 由B细胞产生的免疫球蛋白，它能识别抗原的某一特定位点。抗体分 子由两个完全相同的重链分子以及两个完全相同的轻链分子组成。存在 于人或哺乳动物的血清之中。 抗原 指诱导产生抗体的物质。 如前所述，抗体分子是免疫系统反应的一个重要组分，因为抗体分子可以识 别各种不同的外来抗原，同时可激活宿主的防卫系统。 对于一个免疫刺激（有毒物质或病原物侵入，即抗原），每一个淋巴细胞都 会合成并分泌一种单个的抗体，这些抗体可以高度特异地识别免疫抗原的特定区域， 也就是抗原决定簇。由于一个抗原通常都有几个不同的抗原决定簇，因此每个免疫 淋巴细胞都可能产生一种针对某一个抗原决定簇的抗体，这些由同一抗原而产生的 不同的抗体统称为多克隆抗体。 有毒物质或病原物侵入，即抗原 侵入 抗体 抗体2 1
于是，人们认识到要把抗体应用于临床诊断或是治疗，必须要制备单一类型的 只对某一特定抗原决定簇的抗体分子，也就是单克隆抗体。 多克隆抗体 在一个血清样品中包含了对同一抗原分子上不同抗原决定簇的多种抗体。 单克隆抗体 由杂交瘤细胞系产生的针对某一特定抗原决定簇的单一类型的抗体
于是，人们认识到要把抗体应用于临床诊断或是治疗，必须要制备单一类型的 只对某一特定抗原决定簇的抗体分子，也就是单克隆抗体。 多克隆抗体 在一个血清样品中包含了对同一抗原分子上不同抗原决定簇的多种抗体。 单克隆抗体 由杂交瘤细胞系产生的针对某一特定抗原决定簇的单一类型的抗体
补充内容（二） 动物细胞培养步骤 培养动物细胞一般可按以下步骤进行： 无菌取出目的细胞所在组织，用培养液漂洗干净 以锋利无菌刀具割舍多余部分，切成小组织块 将小组织块置解离液离散细胞。解离液含蛋白酶类，无钙、镁离子 低速离心洗涤细胞后，将目的细胞吸移培养瓶培养
补充内容（二） 动物细胞培养步骤 培养动物细胞一般可按以下步骤进行： 无菌取出目的细胞所在组织，用培养液漂洗干净 以锋利无菌刀具割舍多余部分，切成小组织块 将小组织块置解离液离散细胞。解离液含蛋白酶类，无钙、镁离子 低速离心洗涤细胞后，将目的细胞吸移培养瓶培养
一、动物细胞培养基 1、动物细胞培养的环境 动物细胞的生长、繁殖和代谢等生理性质在很大程度上受到各种环境因素的影 响。为了使动物细胞的培养处于最佳状态，了解环境因素对其影响无疑是很重要的， 影响动物细胞生长、繁殖的环境因素很多，主要有温度、PH值、营养成分、溶氧、 气体环境、渗透压以及其他因素。 温 度 细胞在体外生存的基本条件之一，来源不同的动物细胞，其最适的生长温度是 不尽相同的，例如昆虫细胞的最适温度是25-28℃，人和哺乳动物的细胞的最适温度 是37℃.细胞代谢强度与温度成正比，高于最适温度范围，细胞的正常代谢和生长将 会受到影响，甚至导致死亡。总的来说，动物细胞对低温的耐受力比对高温的耐受 力强，如温度升至45℃时，1h内人和哺乳动物细胞将被杀死；相反，降低细胞置于 25-35℃时，细胞仍能生长，但速度减慢，并维持长时间不死，甚至于放在4℃，数小 时后再置于37℃培养，细胞仍能继续生长
一、动物细胞培养基 1、动物细胞培养的环境 动物细胞的生长、繁殖和代谢等生理性质在很大程度上受到各种环境因素的影 响。为了使动物细胞的培养处于最佳状态，了解环境因素对其影响无疑是很重要的， 影响动物细胞生长、繁殖的环境因素很多，主要有温度、PH值、营养成分、溶氧、 气体环境、渗透压以及其他因素。 温 度 细胞在体外生存的基本条件之一，来源不同的动物细胞，其最适的生长温度是 不尽相同的，例如昆虫细胞的最适温度是25-28℃，人和哺乳动物的细胞的最适温度 是37℃.细胞代谢强度与温度成正比，高于最适温度范围，细胞的正常代谢和生长将 会受到影响，甚至导致死亡。总的来说，动物细胞对低温的耐受力比对高温的耐受 力强，如温度升至45℃时，1h内人和哺乳动物细胞将被杀死；相反，降低细胞置于 25-35℃时，细胞仍能生长，但速度减慢，并维持长时间不死，甚至于放在4℃，数小 时后再置于37℃培养，细胞仍能继续生长
PH 值 合适的PH值是细胞生存的必要的条件之一。动物细胞合适的PH值一般在7.2-7.4， 低于6.8或高于7.6时都对细胞产生不利的影响，严重时可导致细胞退变或死亡。不同 的细胞对PH值也有不同的要求，原代培养细胞对PH值的变化耐受性差，传代细胞 对PH值变化的耐受性较强。而对于同一种细胞，增长期和维持期的最适PH也不尽 相同，对于大多数细胞来说，偏碱性环境比酸性环境更有利于细胞的生长。 营养成分 细胞的生长、繁殖以及产物的合成都必须从环境中摄取各种营养物质，以合成 细胞物质及在新陈代谢中起调节作用。这些营养物质包括碳源、氮源、氨基酸、无 机盐、微量元素、生长因子等。 溶氧及气体环境（P205） 渗透压等其它因素（P205）
PH 值 合适的PH值是细胞生存的必要的条件之一。动物细胞合适的PH值一般在7.2-7.4， 低于6.8或高于7.6时都对细胞产生不利的影响，严重时可导致细胞退变或死亡。不同 的细胞对PH值也有不同的要求，原代培养细胞对PH值的变化耐受性差，传代细胞 对PH值变化的耐受性较强。而对于同一种细胞，增长期和维持期的最适PH也不尽 相同，对于大多数细胞来说，偏碱性环境比酸性环境更有利于细胞的生长。 营养成分 细胞的生长、繁殖以及产物的合成都必须从环境中摄取各种营养物质，以合成 细胞物质及在新陈代谢中起调节作用。这些营养物质包括碳源、氮源、氨基酸、无 机盐、微量元素、生长因子等。 溶氧及气体环境（P205） 渗透压等其它因素（P205）
1、影响动物细胞生长、繁殖的环境因素有哪些？ 问题 2、动物细胞培养合适的PH值为多少？ 2、培养基的组成 培养基是维持体外细胞生存和生长的基本溶液，是组织细胞培养最重要的条件。 用于动物细胞的培养基可以分为天然培养基和合成培养基两 大类。 天然培养基是使用最早、最为有效的动物细胞培养基，它主要取自于动物体 液或从动物组织分离提取而得，其优点是营养成分丰富、培养效果良好；缺点是成 分复杂、个体差异大、来源有限。 天然培养基的种类有很多，包括生物性液体（如血清）、组织浸出液（如胚胎 浸出液）、凝固剂（如血浆）等。 3、溶氧浓度过高过低对细胞生长有何影响？ 4、细胞代谢产物CO2对细胞生长有何作用？
1、影响动物细胞生长、繁殖的环境因素有哪些？ 问题 2、动物细胞培养合适的PH值为多少？ 2、培养基的组成 培养基是维持体外细胞生存和生长的基本溶液，是组织细胞培养最重要的条件。 用于动物细胞的培养基可以分为天然培养基和合成培养基两 大类。 天然培养基是使用最早、最为有效的动物细胞培养基，它主要取自于动物体 液或从动物组织分离提取而得，其优点是营养成分丰富、培养效果良好；缺点是成 分复杂、个体差异大、来源有限。 天然培养基的种类有很多，包括生物性液体（如血清）、组织浸出液（如胚胎 浸出液）、凝固剂（如血浆）等。 3、溶氧浓度过高过低对细胞生长有何影响？ 4、细胞代谢产物CO2对细胞生长有何作用？