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1、关于微载体培养技术第一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月最初采用在培养液中加入一定数量的小滚瓶，增最初采用在培养液中加入一定数量的小滚瓶，增加细胞生长的贴壁面积。加细胞生长的贴壁面积。此方法构造简单，成本低，重复性好，放大过程此方法构造简单，成本低，重复性好，放大过程可依靠滚瓶数量的增加。可依靠滚瓶数量的增加。但产率低，劳动强度大，占空间大但产率低，劳动强度大，占空间大。如何增加细胞生长的贴壁面积？如何增加细胞生长的贴壁面积？微载体系统微载体系统第二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月19671967年被用于动物细胞大规模培养。年被用于动物细胞大规模培养。兼具悬浮培养和贴壁培养的
2、优点，放大容易。兼具悬浮培养和贴壁培养的优点，放大容易。现广泛用于培养各类细胞，生产疫苗、蛋白质产品。现广泛用于培养各类细胞，生产疫苗、蛋白质产品。微载体培微载体培养系统养系统培养培养4h4h，微载体间的细胞，微载体间的细胞“桥联桥联”200200 电镜下串在一起的肝细胞电镜下串在一起的肝细胞微载体微载体730 730 由于肝细胞的粘附作用微载体由于肝细胞的粘附作用微载体形成形成“串珠串珠”400400 脊髓灰质炎、狂犬脊髓灰质炎、狂犬和乙脑等疫苗和乙脑等疫苗第三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月二、微载体的商品类型二、微载体的商品类型第一种微载体第一种微载体：Van WezelVan
3、 Wezel用用DEAE-Sephadex A50DEAE-Sephadex A50研制而来研制而来市售（国际）种类有十几种以上：市售（国际）种类有十几种以上：液体微载体、大孔明胶微载体、聚苯乙烯微载体、液体微载体、大孔明胶微载体、聚苯乙烯微载体、PHEMAPHEMA微载体、甲壳质微载体、聚氨酯泡沫微载体、藻酸微载体、甲壳质微载体、聚氨酯泡沫微载体、藻酸盐凝胶微载体以及磁性微载体等盐凝胶微载体以及磁性微载体等常用商品化微载体有三种：常用商品化微载体有三种：Cytodex1 Cytodex1、2 2、3 3，CytoporeCytopore和和CytolineCytoline第四张，PPT共五十
4、二页，创作于2022年6月显微镜下的高密度微载体显微镜下的高密度微载体第五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月l优良的微载体应具有的特性优良的微载体应具有的特性价廉价廉，能，能重复重复使用。使用。不含不含能能毒害毒害细胞细胞的的成分成分；微载体须微载体须与细胞有良好的相容性与细胞有良好的相容性；密度密度应应略大于培养基略大于培养基；粒径粒径在在4040120120m m范围，生理盐水溶胀后增大到范围，生理盐水溶胀后增大到6060250 250 m m，粒度分布地均匀，径差不大于粒度分布地均匀，径差不大于20202525m m；良好的良好的光学透明性光学透明性；能在能在PBSPBS中中耐耐
5、120120125125、202030min30min高温灭菌高温灭菌；应是应是非刚性材料非刚性材料；不吸收不吸收培养基中的培养基中的营养成分营养成分；收获收获细胞或细胞制品细胞或细胞制品容易容易，不影响蛋白质分离纯化不影响蛋白质分离纯化；第六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月三、微载体培养原理与操作三、微载体培养原理与操作 1 1、原理：、原理：将对细胞无害的颗粒将对细胞无害的颗粒微载体加入到培养容器的培养液微载体加入到培养容器的培养液中，作为载体，使细胞在微载体中，作为载体，使细胞在微载体表面附着生长，同时通过持续搅表面附着生长，同时通过持续搅动使微载体始终保持悬浮状态。动使微载体
6、始终保持悬浮状态。丝网丝网微载体微载体通气的培养基通气的培养基鼓泡器鼓泡器搅拌叶轮搅拌叶轮微载体培养装置图微载体培养装置图第七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月微载体的大小微载体的大小：增大单位体积内表面积增大单位体积内表面积（S/FS/F）对细胞的生长非常有利。使微载体直径）对细胞的生长非常有利。使微载体直径尽可能小，最好控制在尽可能小，最好控制在100-200m100-200m之间。之间。微载体的密度微载体的密度：一般为一般为1.03-1.05g/cm1.03-1.05g/cm2 2，随着细，随着细胞的贴附及生长，密度可逐渐增大。胞的贴附及生长，密度可逐渐增大。微载体的表面电荷微载
7、体的表面电荷：据研究，控制细胞贴壁的据研究，控制细胞贴壁的基本因素基本因素是电荷密度而不是电荷性质是电荷密度而不是电荷性质。若电荷密。若电荷密度太低，细胞贴附不充分，但电荷密度过大，反而度太低，细胞贴附不充分，但电荷密度过大，反而会产生会产生“毒性毒性”效应。效应。第八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月细胞能否黏附，主要取决于细胞与微载体的细胞能否黏附，主要取决于细胞与微载体的接触接触概率和相融性概率和相融性。细胞细胞增殖阶段：增殖阶段：黏附贴壁、生长和扩展成单层；黏附贴壁、生长和扩展成单层；贴壁依赖性细胞在微载体表面上：贴壁依赖性细胞在微载体表面上：贴附是进一步铺展和生长的关键，贴附
8、是进一步铺展和生长的关键，主要是靠静电主要是靠静电引力和范德华力；引力和范德华力；第九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月VeroVero细胞在细胞在Cytodex-3Cytodex-3微载体表面粘附铺展的形貌变化微载体表面粘附铺展的形貌变化第十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月通常做法：通常做法：贴壁期采用低搅拌转速，时搅贴壁期采用低搅拌转速，时搅时停时停；数小时后，待细胞附着于微载体表；数小时后，待细胞附着于微载体表面时，维持设定的低转速，进入培养阶段。面时，维持设定的低转速，进入培养阶段。微载体培养的搅拌非常慢微载体培养的搅拌非常慢，最大速度，最大速度75r/min75r/
9、min。2 2、搅拌转速：、搅拌转速：动物细胞无细胞壁，对剪切力敏感，动物细胞无细胞壁，对剪切力敏感，无法靠无法靠提高搅拌转速来增加接触概率提高搅拌转速来增加接触概率。第十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月搅拌速率越大，制得的微球越小，聚搅拌速率越大，制得的微球越小，聚合物浓度越大，制得的微球较大合物浓度越大，制得的微球较大以聚己内酯（以聚己内酯（PCLPCL）、聚左旋乳酸（）、聚左旋乳酸（PLLAPLLA）、聚乙醇酸）、聚乙醇酸聚乳酸共聚物（聚乳酸共聚物（PGLAPGLA）为基质制备可生物降解微载体）为基质制备可生物降解微载体第十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 3 3
10、、细胞与微载体的相融性：、细胞与微载体的相融性：与与微载体表面理化性质微载体表面理化性质有关。一般细胞有关。一般细胞在进入生理在进入生理pHpH值时，表面带负电荷。若微值时，表面带负电荷。若微载体带正电荷，则利用载体带正电荷，则利用静电引力静电引力可加快细可加快细胞贴壁速度。若微载体带负电荷，因静电胞贴壁速度。若微载体带负电荷，因静电斥力使细胞难于黏附贴壁，但培养液中溶斥力使细胞难于黏附贴壁，但培养液中溶有或微载体表面吸附着二价阳离子作为媒有或微载体表面吸附着二价阳离子作为媒介时，则带负电荷的细胞也能贴附。介时，则带负电荷的细胞也能贴附。第十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月(a)M
11、CC(a)MCC细胞，未经处理的细胞，未经处理的Cytodex-3Cytodex-3表面；表面；(b)MCC(b)MCC细胞，用纤粘连蛋细胞，用纤粘连蛋白处理后的白处理后的Cytodex-3Cytodex-3表面表面 (c)Vero(c)Vero细胞，未经处理的细胞，未经处理的Cytodex-3Cytodex-3表面；表面；(d)Vero(d)Vero细胞，用层粘连蛋白处理的细胞，用层粘连蛋白处理的Cytodex-3Cytodex-3表面表面(e)Vero(e)Vero细胞，细胞，用纤粘连蛋白处理的用纤粘连蛋白处理的Cytodex-3Cytodex-3表面表面细胞（细胞（VeroVero和和M
12、CCMCC）在不同外源基质处理的（）在不同外源基质处理的（Cytodex-3Cytodex-3）微载体上贴附）微载体上贴附第十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 4 4、细胞在微载体表面的生长的影响因素、细胞在微载体表面的生长的影响因素 l细胞方面：细胞方面：细胞群体、状态和类型。细胞群体、状态和类型。l微载体方面：微载体方面：微载体表面状态、吸附的大分子和离子；微载微载体表面状态、吸附的大分子和离子；微载体表面光滑时细胞扩展快，表面多孔则扩展慢。体表面光滑时细胞扩展快，表面多孔则扩展慢。l培养环境中：培养环境中：培养基组成、温度、培养基组成、温度、pHpH、DODO以及代谢废物等以
13、及代谢废物等均明显影响细胞在微载体上的生长。如果所处条件最优，均明显影响细胞在微载体上的生长。如果所处条件最优，则细胞生长快；反之生长速度慢。则细胞生长快；反之生长速度慢。第十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月微载体系统培养细胞的步骤：微载体系统培养细胞的步骤：(1)(1)选择合适的微载体类型选择合适的微载体类型(2)(2)浸泡水化及消毒浸泡水化及消毒(3)(3)接种接种 (4)(4)培养观察与细胞记数培养观察与细胞记数 (5)(5)消化消化(6)(6)分离细胞分离细胞(7)(7)传代培养传代培养第十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月交联葡聚糖交联葡聚糖为基质微载体为基质微
14、载体纤维素为基质微载体纤维素为基质微载体蛋白质为基质微载体（蛋白质为基质微载体（变性胶原微变性胶原微载体载体:蛋黄色，表面特性好，易与蛋黄色，表面特性好，易与细胞结合细胞结合）高分子材料为基质微载体高分子材料为基质微载体无机玻璃基质微载体无机玻璃基质微载体 微载体基质微载体基质第十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月PCLPCL微球表面多皱，微球表面多皱，PLLAPLLA微球表面布满坑洞，微球表面布满坑洞，PGLAPGLA微球表面光滑微球表面光滑不同种类聚酯的微球表面形貌差异不同种类聚酯的微球表面形貌差异第十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月多孔载体培养多孔载体培养优点优点:
15、降降低低血血清清用用量量，增增加加细细胞胞固固定定性性。生生长长空空间间大大，免免受受机机械械损损伤伤，可可以以提提高高搅搅拌拌强强度度和和通通气气量量，强强化化传质；传质；多多孔孔载载体体不不仅仅能能培培养养贴贴壁壁细细胞胞，也也适适合合悬悬浮浮细细胞胞的的固固定化连续灌流培养；定化连续灌流培养；多多孔孔载载体体固固定定细细胞胞过过程程简简单单，对对细细胞胞无无毒毒害害和和损损伤伤，细细胞胞可可从从长长满满细细胞胞的的微微载载体体中中自自动动转转移移到到未未长长细细胞胞的的新新载载体体上上生生长长，接接种种方方便便，培培养养简简单单，特特别别适合于反应器大规模培养。适合于反应器大规模培养。第
16、十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月多孔载体制备的材料选择多孔载体制备的材料选择(1(1)生物相容性生物相容性：材料对细胞必须无毒害，对贴壁细胞有：材料对细胞必须无毒害，对贴壁细胞有良好的黏附作用；良好的黏附作用；(2)(2)机械稳定性：机械稳定性：微载体在长时间搅拌状态下不破碎；微载体在长时间搅拌状态下不破碎；同时满足微载体清洗处理、回收同时满足微载体清洗处理、回收利用的要求。利用的要求。(3)(3)热稳定性：热稳定性：在在121 121 、蒸汽灭菌下不分解、不破碎、蒸汽灭菌下不分解、不破碎、不软化。不软化。主要考虑生物相容性、机械稳定性和热稳定性主要考虑生物相容性、机械稳定性和热
17、稳定性第二十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月5 5、微载体培养操作要点、微载体培养操作要点 培养初期培养初期：u保证培养基与微球体处于稳定的保证培养基与微球体处于稳定的pHpH与温度水平与温度水平，接，接种细胞（对数生长期）至终体积种细胞（对数生长期）至终体积1/31/3的培养液中，以的培养液中，以增加细胞与微载体接触的机会增加细胞与微载体接触的机会。u不同的微载体所用浓度及接种细胞密度不同，常使不同的微载体所用浓度及接种细胞密度不同，常使用用2-3g/L2-3g/L的微载体含量，更高的微载体浓度需要控制的微载体含量，更高的微载体浓度需要控制环境或经常换液。环境或经常换液。第二十一张
18、，PPT共五十二页，创作于2022年6月l贴壁阶段贴壁阶段（3-8d3-8d）后）后，缓慢加入培养液至，缓慢加入培养液至工作体积，并且增加搅拌速度工作体积，并且增加搅拌速度保证完全均保证完全均质混合质混合。第二十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月培养维持期培养维持期：u进行细胞计数（胞核计数）、葡萄糖测定及细进行细胞计数（胞核计数）、葡萄糖测定及细胞形态镜检；胞形态镜检；u随着细胞增殖，微球变得越来越重，需随着细胞增殖，微球变得越来越重，需增加增加搅拌速率搅拌速率；u经过经过3d3d左右，培养液开始呈酸性，需左右，培养液开始呈酸性，需换液换液：停止搅拌，让微珠沉淀停止搅拌，让微珠沉淀
19、5min5min，弃掉适宜体积的，弃掉适宜体积的培养液，缓慢加入新鲜培养液（培养液，缓慢加入新鲜培养液（3737），重新），重新开始搅拌。开始搅拌。第二十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 收获细胞收获细胞：首先首先排干排干培养液，至少用培养液，至少用缓冲液缓冲液漂洗漂洗1 1遍，然后遍，然后加入加入相应的相应的酶酶，快速，快速搅拌搅拌（75-125r/min75-125r/min）20-30min20-30min。然后。然后解离解离收集收集细胞及其产品细胞及其产品。第二十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月微载体培养的放大微载体培养的放大：可以通过：可以通过增加微增加微载体
20、的含量或培养体积载体的含量或培养体积进行放大。使用进行放大。使用异倍体或原代细胞培养生产疫苗、干扰异倍体或原代细胞培养生产疫苗、干扰素，已被放大至素，已被放大至4000L4000L以上。以上。第二十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月细胞形态饱满、细胞形态饱满、生长良好生长良好细胞形态更加立体，轮廓清晰，细胞数量明显增细胞形态更加立体，轮廓清晰，细胞数量明显增加，少量微载体上细胞几乎长满加，少量微载体上细胞几乎长满微载体上细胞基本长微载体上细胞基本长满，细胞形态健康满，细胞形态健康微载体上细胞更加致密，细胞密度达到微载体上细胞更加致密，细胞密度达到5106个个/ml以上以上微载体上细胞
21、依然良好，没有微载体上细胞依然良好，没有明显细胞脱落现象明显细胞脱落现象Marc145细胞微载体培养第细胞微载体培养第1天天Marc145细胞微载体培养第细胞微载体培养第2天天Marc145细胞微载体培养第细胞微载体培养第3天天Marc145细胞微载体培养第细胞微载体培养第4天天Marc145细胞微载体培养第细胞微载体培养第10天天第二十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月四、微载体培养优点四、微载体培养优点 培养系统占地面积和空间小。培养系统占地面积和空间小。表面积表面积/体积大，因此单位体积培养液的细胞产率高；体积大，因此单位体积培养液的细胞产率高；把悬浮培养和贴壁培养融合在一起，
22、兼有两者的优点；把悬浮培养和贴壁培养融合在一起，兼有两者的优点；可用简单的显微镜观察细胞在微珠表面的生长情况；可用简单的显微镜观察细胞在微珠表面的生长情况；简化了细胞生长各种环境因素的检测和控制，重现性好简化了细胞生长各种环境因素的检测和控制，重现性好；培养基利用率较高；培养基利用率较高；放大容易；放大容易；细胞收获过程不复杂；细胞收获过程不复杂；劳动强度小；劳动强度小；第二十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月传统方法传统方法疫苗生产的流感病毒在鸡胚内培养疫苗生产的流感病毒在鸡胚内培养生产过程：对几百万个蛋胚逐一接种和收获，很难自动化、劳动生产过程：对几百万个蛋胚逐一接种和收获，很难
23、自动化、劳动强度大、时间消耗多，且有污染的可能。强度大、时间消耗多，且有污染的可能。Baxter Biomedical研究中心，研究中心，奥地利奥地利如今如今大规模微载体培养大规模微载体培养VeroVero细胞生产流感疫苗成为可能细胞生产流感疫苗成为可能驯化驯化VeroVero细胞适应在用于大规模生产的无血清无蛋白培养基内生长。细胞适应在用于大规模生产的无血清无蛋白培养基内生长。中试生产中最终的生物反应器规模是中试生产中最终的生物反应器规模是12001200升。包括工艺设计，特殊升。包括工艺设计，特殊的通气和搅拌装置，可以进一步放大到生产体积为的通气和搅拌装置，可以进一步放大到生产体积为600
24、06000升。升。关于关于H1N1H1N1疫苗生产疫苗生产第二十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月流感疫苗生产的大规模生产区域流感疫苗生产的大规模生产区域(A)(A)细胞培养细胞培养 (B)(B)离心分离离心分离(C)(C)超滤、洗滤。超滤、洗滤。第二十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月VeroVero细胞流感疫苗生产图细胞流感疫苗生产图 (A)(A)未感染的细胞未感染的细胞 (B)(B)早期细胞病变影响早期细胞病变影响 (C)(C)收获前的晚期细胞病变收获前的晚期细胞病变大规模流感病毒生产中细胞病变影响图片大规模流感病毒生产中细胞病变影响图片第三十张，PPT共五十二页，创
25、作于2022年6月本章讲授到此，谢谢！本章讲授到此，谢谢！第三十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月何谓微载体？何谓微载体？指直径在指直径在60-250m60-250m，能适用于贴壁细胞生长的，能适用于贴壁细胞生长的微珠。一般是由天然葡聚糖或者各种合成的聚合微珠。一般是由天然葡聚糖或者各种合成的聚合物组成。物组成。原理：原理：将对细胞无害的颗粒将对细胞无害的颗粒-微载体加入到培养容器的微载体加入到培养容器的培养液中，作为载体，使细胞在微载体表面附着生培养液中，作为载体，使细胞在微载体表面附着生长，同时通过持续搅动使微载体始终保持悬浮状态。长，同时通过持续搅动使微载体始终保持悬浮状态。回
26、想一下：回想一下：第三十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 一、微囊法一、微囊法（microencapsulationmicroencapsulation）:用一层用一层亲水的半透膜亲水的半透膜将细胞包围在珠状的微将细胞包围在珠状的微囊里，细胞不能逸出，但小分子物质及营养囊里，细胞不能逸出，但小分子物质及营养物质可自由出入半透膜；囊内是种微小培养物质可自由出入半透膜；囊内是种微小培养环境，与液体培养相似，能保护细胞少受损环境，与液体培养相似，能保护细胞少受损伤，故细胞生长好、密度高。伤，故细胞生长好、密度高。第四章第四章 动物细胞的微囊化培养动物细胞的微囊化培养第三十三张，PPT共五
27、十二页，创作于2022年6月图图4 41 1 微胶囊示意图微胶囊示意图微胶囊膜微胶囊膜生物大分子生物大分子代谢产物代谢产物细胞细胞营养物质营养物质第三十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月二、研究发展历程二、研究发展历程1 1、首次报道生物活性物质的微囊化研究首次报道生物活性物质的微囊化研究（19571957）：将将酶、蛋白质和激素等生物活性物质包封在选酶、蛋白质和激素等生物活性物质包封在选择性透过膜中择性透过膜中，形成球状微胶囊，形成球状微胶囊,称之为称之为“生物微生物微胶囊胶囊”。通过微胶囊膜的选择透过作用。通过微胶囊膜的选择透过作用,使囊外大使囊外大于某一分子量的物质不能扩散进入
28、于某一分子量的物质不能扩散进入,而生物环境中而生物环境中的营养成分和囊内生物活性物质或细胞分泌的小的营养成分和囊内生物活性物质或细胞分泌的小分子产物可以自由出入微胶囊分子产物可以自由出入微胶囊,从而达到从而达到免疫隔免疫隔离离目的。目的。第三十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月2 2、“人工细胞人工细胞”“人工胰腺人工胰腺”80 80年代初年代初,Lim,Lim等人等人将微囊化技术与组织细胞移植将微囊化技术与组织细胞移植相结合相结合,制备了制备了海藻酸钠海藻酸钠/聚赖氨酸聚赖氨酸(APA)(APA)微胶囊微胶囊,包埋包埋包埋包埋猪胰岛细胞猪胰岛细胞猪胰岛细胞猪胰岛细胞形成形成“人工细
29、胞人工细胞”,并移植入糖尿病大鼠体并移植入糖尿病大鼠体内内,结果成功地调节了血糖水平结果成功地调节了血糖水平,代行了大鼠胰腺功代行了大鼠胰腺功能能,因而被称为因而被称为“人工胰腺人工胰腺”。该成果较好地解决了。该成果较好地解决了组织细胞移植过程的组织细胞移植过程的免疫排斥问题免疫排斥问题,避免或减少了昂贵避免或减少了昂贵的免疫抑制剂的使用的免疫抑制剂的使用,为组织细胞移植治疗神经为组织细胞移植治疗神经/内分泌内分泌系统疾病提供了新思路。系统疾病提供了新思路。第三十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月3 3、9090年代以来年代以来,医学界开始尝试以微胶囊作为基因重医学界开始尝试以微胶囊
30、作为基因重组细胞的组细胞的免疫隔离和运载工具免疫隔离和运载工具,利用重组细胞的代利用重组细胞的代谢产物调节机体生理功能谢产物调节机体生理功能,治疗相关疾病。治疗相关疾病。微囊化人胰岛微囊化人胰岛 培养培养15d15d微囊化小牛肾上腺嗜微囊化小牛肾上腺嗜铬细胞铬细胞 培养培养10d微囊化肝癌细胞微囊化肝癌细胞 培养培养40d40d第三十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月4 4、目前、目前，微胶囊的应用研究涉及药物控制释放、，微胶囊的应用研究涉及药物控制释放、动植动植物细胞培养、细胞和酶的固定化以及生化物质分离等领物细胞培养、细胞和酶的固定化以及生化物质分离等领域域,已经成为已经成为材料
31、、化学、化工、生物和医学等多学材料、化学、化工、生物和医学等多学科领域科领域工作者的研究热点。工作者的研究热点。SEM下微胶囊的显微形貌下微胶囊的显微形貌 200 LSCM下微胶囊表面形貌的照片下微胶囊表面形貌的照片第三十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月不同放大倍数的海藻酸钙微胶囊的不同放大倍数的海藻酸钙微胶囊的SEM SEM 照片照片不同放大倍数的壳聚糖不同放大倍数的壳聚糖/海藻酸钠微胶囊的海藻酸钠微胶囊的SEM SEM 照片照片第三十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月三、性质：三、性质：曾是酶固定化技术中的一种（曾是酶固定化技术中的一种（半透膜将酶包裹在半透膜将酶包裹
32、在球状的微囊里，酶及大分子不能从微囊里透出，而球状的微囊里，酶及大分子不能从微囊里透出，而小分子物质可自由通过膜小分子物质可自由通过膜）。）。u动物细胞微囊化后，与游离细胞相比，动物细胞微囊化后，与游离细胞相比，降低了降低了培养时对细胞的剪切力，同时也能提供很高的细胞培养时对细胞的剪切力，同时也能提供很高的细胞密度，使得产物浓度增加，纯度提高。密度，使得产物浓度增加，纯度提高。u动物细胞微囊化培养的成功为干扰素、乙肝表面抗动物细胞微囊化培养的成功为干扰素、乙肝表面抗原原(HBsAg)(HBsAg)、单克隆抗体、单克隆抗体(MAb)(MAb)等的产生提供了广泛应等的产生提供了广泛应用前景。用前景
33、。第四十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月表表4 41 1 微胶囊制备材料微胶囊制备材料 来源来源类型类型 材料材料 天然天然脂质脂质卵磷脂、神经鞘髓磷脂等卵磷脂、神经鞘髓磷脂等 多糖多糖海藻酸盐、壳聚糖、琼脂、淀粉等海藻酸盐、壳聚糖、琼脂、淀粉等蛋白质蛋白质明胶、白蛋白、纤维蛋白明胶、白蛋白、纤维蛋白 半合成半合成纤维素类纤维素类衍生物衍生物羧甲基纤维素钠、已基纤维素、醋酸羧甲基纤维素钠、已基纤维素、醋酸纤维素及其酯等纤维素及其酯等 合成合成可降解型可降解型乳酸乳酸/乙醇酸共聚物、聚正酯、聚内酯、聚酐、乙醇酸共聚物、聚正酯、聚内酯、聚酐、聚烷基氰基丙烯酸酯、聚氨基酸聚烷基氰基丙烯酸酯
34、、聚氨基酸 非降解型非降解型聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚苯乙烯、乙烯醋酸乙酯共聚物、聚氯乙烯聚苯乙烯、乙烯醋酸乙酯共聚物、聚氯乙烯等等 第四十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月制备方法制备方法 化学法化学法 界面聚合法、乳化法、辐射化学法界面聚合法、乳化法、辐射化学法 物理化学法物理化学法 相分离法、溶剂蒸发法、界面沉积法、喷雾干燥法相分离法、溶剂蒸发法、界面沉积法、喷雾干燥法 物理法物理法 静电沉积法、气相沉积法、流化床喷雾包衣法静电沉积法、气相沉积法、流化床喷雾包衣法 图图2 2制备方法使用率比较制备方法使用率比较1 1乳化法，乳
35、化法，2 2静电法，静电法，3 3聚合法，聚合法，4 4沉积法，沉积法，5 5相分离法，相分离法，6 6喷雾干燥法，喷雾干燥法，7 7溶剂蒸发法溶剂蒸发法第四十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 四、四、微囊化培养技术要点微囊化培养技术要点:操作：在无菌条件下将拟培养的细胞、生物活性物质操作：在无菌条件下将拟培养的细胞、生物活性物质及生长介质共同包裹在薄的半透膜中形成微囊及生长介质共同包裹在薄的半透膜中形成微囊,再将再将微囊放入培养系统内进行培养；微囊放入培养系统内进行培养；生长介质为生长介质为1.4%1.4%海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液,半透膜由多聚赖氨酸形半透膜由多聚赖氨酸形成；成；
36、培养系统可采用搅拌式或气升式反应器系统；培养系统可采用搅拌式或气升式反应器系统；微囊直径控制在微囊直径控制在200-400m200-400m为宜。为宜。第四十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月五、动物细胞微囊化的制备五、动物细胞微囊化的制备主要是应用海藻酸主要是应用海藻酸聚氨基酸的方法聚氨基酸的方法 简单过程：简单过程：动物细胞与动物细胞与海藻酸海藻酸溶液混合搅拌，经过微囊发生器将溶液混合搅拌，经过微囊发生器将微球滴入微球滴入氯化钙氯化钙(cacl(cacl2 2)溶液中，形成凝胶，溶液中，形成凝胶，然后再用然后再用聚氨基酸聚氨基酸处理，使微球表面成膜，处理，使微球表面成膜，最后用最
37、后用柠檬酸柠檬酸处理去除微球内的钙离子，以便球内处理去除微球内的钙离子，以便球内的海藻酸成液态，动物细胞得以悬浮在其中。的海藻酸成液态，动物细胞得以悬浮在其中。动物细胞的微囊化中动物细胞的微囊化中海藻酸和聚氨基酸海藻酸和聚氨基酸海藻酸和聚氨基酸海藻酸和聚氨基酸是关键材料。是关键材料。第四十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月针头针头CaClCaCl2 2液液微珠微珠磁力搅拌器磁力搅拌器（微囊发生器）（微囊发生器）海藻酸海藻酸/细胞悬浮液细胞悬浮液聚氨基酸聚氨基酸柠檬酸柠檬酸第四十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月聚赖氨酸聚赖氨酸/海藻酸微囊化步骤海藻酸微囊化步骤：1.1.悬浮
38、细胞胶状液；悬浮细胞胶状液；2.2.成滴器；成滴器；3.3.胶化小珠；胶化小珠；4.4.包被溶液；包被溶液；5.5.显微镜显微镜下微囊；下微囊；6.6.多孔微囊膜；多孔微囊膜；7.7.完成操作后的微囊。完成操作后的微囊。第四十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 制备注意事项：制备注意事项：温和、快速、不损伤细胞，尽量在液体和生温和、快速、不损伤细胞，尽量在液体和生理条件下操作；理条件下操作；所用试剂和膜材料对细胞无毒害；所用试剂和膜材料对细胞无毒害；膜的孔径可控制，必须使营养物和代谢物自膜的孔径可控制，必须使营养物和代谢物自由通过；由通过；膜应有足够机械强度抵抗培养中搅拌。膜应有足够
39、机械强度抵抗培养中搅拌。第四十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月可防止细胞在培养过程中受到物理损伤可防止细胞在培养过程中受到物理损伤;活性蛋白不能从囊中自由出入半透膜活性蛋白不能从囊中自由出入半透膜,从而提高从而提高细胞密度和产物含量细胞密度和产物含量,并方便分离纯化处理。并方便分离纯化处理。微囊制作复杂微囊制作复杂,成功率不高成功率不高;微囊内死亡的细胞会污染正常产物微囊内死亡的细胞会污染正常产物;收集产物必须破壁收集产物必须破壁,不能实现生产连续化。不能实现生产连续化。六、微囊化培养的优、缺点六、微囊化培养的优、缺点:第四十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月七、微胶囊在
40、生物医学领域应用研究七、微胶囊在生物医学领域应用研究 1 1、在临床医学中的应用研究在临床医学中的应用研究 采用一定材料、方法制成的微胶囊本身并不具备治疗采用一定材料、方法制成的微胶囊本身并不具备治疗疾病的作用疾病的作用,但能但能保证囊内包埋的细胞存活且正常保证囊内包埋的细胞存活且正常代谢、应答式分泌有效物质代谢、应答式分泌有效物质,如胰岛素、多巴胺和如胰岛素、多巴胺和甲状腺激素等甲状腺激素等,从而治疗疾病从而治疗疾病 ；微胶囊膜的选择透过作用可以保证细胞分泌的有效物微胶囊膜的选择透过作用可以保证细胞分泌的有效物质扩散进入生物体内发挥生理功能质扩散进入生物体内发挥生理功能,而将免疫球蛋白而将免
41、疫球蛋白等抗体阻隔在囊外等抗体阻隔在囊外,避免了异种移植中最棘手的免疫排斥避免了异种移植中最棘手的免疫排斥问题问题。第四十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月2 2、在生化药物控制释放中的应用研究、在生化药物控制释放中的应用研究微胶囊膜能最大程度地保持囊内生化物质微胶囊膜能最大程度地保持囊内生化物质（生长激素、生长激素、胰岛素、肝素、干扰素、促甲状腺素、人类免疫缺损疫苗）胰岛素、肝素、干扰素、促甲状腺素、人类免疫缺损疫苗）活性活性,不同程度地提高了药物的生物利用度不同程度地提高了药物的生物利用度。通过调通过调节制备条件可以控制微胶囊膜的厚度和孔尺寸，从而实现囊节制备条件可以控制微胶囊膜
42、的厚度和孔尺寸，从而实现囊内生化药物的控释或缓释内生化药物的控释或缓释 。临床应用的主要技术问题：临床应用的主要技术问题：u如何更好地保持囊内蛋白质的生物活性；如何更好地保持囊内蛋白质的生物活性；u作为控制释放载体的微胶囊材料的生物相容性；作为控制释放载体的微胶囊材料的生物相容性；u开发条件温和且易于规模化生产的微胶囊制备技术。开发条件温和且易于规模化生产的微胶囊制备技术。第五十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 作业：作业：试述动物细胞培养的常用方法。试述动物细胞培养的常用方法。最常用的微囊化培养的方法是什么最常用的微囊化培养的方法是什么?其原理及操作过程其原理及操作过程?为什么要进行微载体培养为什么要进行微载体培养?动物细胞动物细胞微载体培养的主要优点微载体培养的主要优点?优良的微载体应该具备什么特性优良的微载体应该具备什么特性?试试述主要的微载体种类述主要的微载体种类?第五十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月2022/9/19感感谢谢大大家家观观看看第五十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月