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1、第四节第四节 动物动物(dngw)及植物细胞制药及植物细胞制药动植物动植物(zhw)细胞培养是指动、植物细胞培养是指动、植物(zhw)细胞在体外条件下的存活或生长。细胞在体外条件下的存活或生长。第一页，共二十三页。一、动物细胞的培养一、动物细胞的培养(piyng)(piyng)动物细胞产物及医学应用动物细胞产物及医学应用产物产物医学应用医学应用疫苗疫苗人人小儿麻痹症，狂犬，风疹，乙肝表面抗原，疱疹或某些癌症小儿麻痹症，狂犬，风疹，乙肝表面抗原，疱疹或某些癌症动物动物牛病毒性腹泻，口蹄疫，犬瘟病，猪霍乱，马脑炎等牛病毒性腹泻，口蹄疫，犬瘟病，猪霍乱，马脑炎等单克隆抗体单克隆抗体IgG，IgM，I
2、gA等等免疫调节剂免疫调节剂干扰素，白细胞活化因子，干扰素，白细胞活化因子，-细胞生长因子，白细胞介素细胞生长因子，白细胞介素-2-2，血清胸腺因子，巨噬细胞毒力因子，血清胸腺因子，巨噬细胞毒力因子酶酶脲激酶，胶原酶，细胞色素脲激酶，胶原酶，细胞色素P450，纤维蛋白溶酶原激活剂，纤维蛋白溶酶原激活剂，胃蛋白酶，胰蛋白酶，酪氨酸脱羧酶胃蛋白酶，胰蛋白酶，酪氨酸脱羧酶激素激素绒膜促性腺激素，促红细胞生成素，生长激素，促黄体激素绒膜促性腺激素，促红细胞生成素，生长激素，促黄体激素第二页，共二十三页。1、动物细胞的形态、动物细胞的形态(xngti)1)成纤维细胞型成纤维细胞型2)上皮细胞型上皮细胞型
3、3)游走细胞游走细胞(xbo)(xbo)型型4)多行性细胞型多行性细胞型5)悬浮型细胞悬浮型细胞第三页，共二十三页。2、培养基的常用、培养基的常用(chn yn)(chn yn)成分成分1)氨基酸氨基酸2)维生素维生素3)盐盐4)葡萄糖葡萄糖5)有机有机(yuj)添加剂添加剂6)血清血清第四页，共二十三页。3、培养基制备、培养基制备(zhbi)应考虑的因素应考虑的因素1)pH值值2)多数细胞系在多数细胞系在pH7.4下生长很好。下生长很好。3)但上皮细胞以但上皮细胞以pH5.5适宜。适宜。4)酚红常用作指示剂。酚红常用作指示剂。5)缓冲缓冲(hunchng)能力能力6)渗透压渗透压7)黏度黏度
4、第五页，共二十三页。4、细胞培养的环境、细胞培养的环境(hunjng)要求要求1 支持物支持物体外培养的大多数动物细胞需在人工支持物上体外培养的大多数动物细胞需在人工支持物上单层生长单层生长(shngzhng)。玻璃玻璃塑料制品塑料制品微载体微载体第六页，共二十三页。v大规模动物细胞贴壁培养最常用的支持物是微大规模动物细胞贴壁培养最常用的支持物是微载体，其材料有聚苯乙烯、交联葡萄糖、聚丙载体，其材料有聚苯乙烯、交联葡萄糖、聚丙稀酰胺、纤维素衍生物、几丁质、明胶等。通稀酰胺、纤维素衍生物、几丁质、明胶等。通常用特殊的技术常用特殊的技术(jsh)(jsh)制成制成100100200200mm直径的
5、圆直径的圆形颗粒，大多都是一次性的。形颗粒，大多都是一次性的。v支持物通过各种处理后，可改善细胞的贴壁和支持物通过各种处理后，可改善细胞的贴壁和生长性能。生长性能。第七页，共二十三页。2 气体交换气体交换氧气氧气各种各种(zhn)培养对氧的要求不同，大培养对氧的要求不同，大多数动物多数动物细胞培养适合于大气中的氧含量或更低细胞培养适合于大气中的氧含量或更低些。些。二氧化碳二氧化碳第八页，共二十三页。3 培养温度培养温度温度是细胞再体外生存的根本条件之一，温度是细胞再体外生存的根本条件之一，来源不同的动物细胞，其最适生长温度是不相同来源不同的动物细胞，其最适生长温度是不相同的。的。温血动物细胞温
6、度为温血动物细胞温度为36.5，可略低一点；，可略低一点；鸟类细胞在鸟类细胞在38.5时生长最正确。时生长最正确。动物细胞对低温的耐受力比高温强。动物细胞对低温的耐受力比高温强。培养细胞在培养细胞在4下能生存数天，并能在下能生存数天，并能在-196下下冷冻贮藏，冷冻贮藏，但超过正常温度但超过正常温度2，只能耐受数小时，只能耐受数小时，40以上细胞很快死亡。以上细胞很快死亡。变温动物细胞有较大的温度范围，但应保持在一变温动物细胞有较大的温度范围，但应保持在一个个(y)恒定值，且在所属动物的正常温度范恒定值，且在所属动物的正常温度范围内。围内。温度调节的范围最大不超过温度调节的范围最大不超过0.5
7、。第九页，共二十三页。5、动物、动物(dngw)细胞培养的方法细胞培养的方法动物细胞无论是贴壁培养动物细胞无论是贴壁培养动物细胞无论是贴壁培养动物细胞无论是贴壁培养(piyng)(piyng)还是悬浮培养还是悬浮培养还是悬浮培养还是悬浮培养(piyng)(piyng)，均可分为分批式、流加式、半连续式、，均可分为分批式、流加式、半连续式、，均可分为分批式、流加式、半连续式、，均可分为分批式、流加式、半连续式、连续式等多种培养连续式等多种培养连续式等多种培养连续式等多种培养(piyng)(piyng)方式。方式。方式。方式。1分批式培养分批式培养(piyng)vv分批式培养是指先将细胞和培养液一
8、次性装入反响器内进行培养，分批式培养是指先将细胞和培养液一次性装入反响器内进行培养，分批式培养是指先将细胞和培养液一次性装入反响器内进行培养，分批式培养是指先将细胞和培养液一次性装入反响器内进行培养，细胞不断生长，同时产物也不断形成，形成一段时间的培养后，终细胞不断生长，同时产物也不断形成，形成一段时间的培养后，终细胞不断生长，同时产物也不断形成，形成一段时间的培养后，终细胞不断生长，同时产物也不断形成，形成一段时间的培养后，终止培养。止培养。止培养。止培养。vv在分批培养过程中可分为延滞期、对数生长期、减速期、平稳期在分批培养过程中可分为延滞期、对数生长期、减速期、平稳期在分批培养过程中可分
9、为延滞期、对数生长期、减速期、平稳期在分批培养过程中可分为延滞期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期等五个阶段。和衰退期等五个阶段。和衰退期等五个阶段。和衰退期等五个阶段。vv在分批培养过程中能够控制的参数只有在分批培养过程中能够控制的参数只有在分批培养过程中能够控制的参数只有在分批培养过程中能够控制的参数只有pHpH值、温度和通气量。值、温度和通气量。值、温度和通气量。值、温度和通气量。第十页，共二十三页。2流加式培养流加式培养(piyng)3半连续式培养半连续式培养4连续式培养连续式培养指先将一定量的培养液装入反响器，在适宜的条件下接种指先将一定量的培养液装入反响器，在适宜的条件下接种(j
10、izhng)细胞，进行培养，使细胞不断生长，细胞，进行培养，使细胞不断生长，产物不断形成，而在此过程中随着营养物质的不断消耗，不断的向系统中补充新的营养成分，使细胞进一产物不断形成，而在此过程中随着营养物质的不断消耗，不断的向系统中补充新的营养成分，使细胞进一步生长代谢，直到整个培养结束后取出产物。步生长代谢，直到整个培养结束后取出产物。指将细胞种子和培养液一起指将细胞种子和培养液一起(yq)参加反响器内进行培养，一方面新鲜培养液不断参加反响器，参加反响器内进行培养，一方面新鲜培养液不断参加反响器，另一方面又将反响液连续不断的取出，使反响条件处于一种恒定状态。另一方面又将反响液连续不断的取出，
11、使反响条件处于一种恒定状态。在分批培养的根底上，将分批培养的培养液局部取出，并重新补充参加等量的新在分批培养的根底上，将分批培养的培养液局部取出，并重新补充参加等量的新鲜培养基，从而使反响器内培养液的总体积保持不变。鲜培养基，从而使反响器内培养液的总体积保持不变。第十一页，共二十三页。6、动物细胞大规模培养、动物细胞大规模培养(piyng)的工艺的工艺将组织将组织(zzh)切成碎片切成碎片用溶解用溶解(rngji)蛋白质蛋白质的酶处理得到单个细胞的酶处理得到单个细胞收集细胞并离心收集细胞并离心获得的细胞植入营养培养基中，使之获得的细胞植入营养培养基中，使之增殖至覆盖瓶壁外表增殖至覆盖瓶壁外表再
12、接种，扩大培养再接种，扩大培养第十二页，共二十三页。v动物动物(dngw)细胞培养中，易出现微生物的污染，导致培养失败。细胞培养中，易出现微生物的污染，导致培养失败。v因此，在动物细胞培养时，应严格无菌操作规程，定期对培养环境进因此，在动物细胞培养时，应严格无菌操作规程，定期对培养环境进行消毒，保证环境清洁无菌。行消毒，保证环境清洁无菌。v对所用的器皿设备，根据不同材料选用适宜的灭菌方法，对培养所用对所用的器皿设备，根据不同材料选用适宜的灭菌方法，对培养所用的试剂、培养基要除菌，除菌后的培养基应作无菌检查。的试剂、培养基要除菌，除菌后的培养基应作无菌检查。将无菌技术将无菌技术(jsh)(jsh
13、)贯穿于整个生产过程。贯穿于整个生产过程。第十三页，共二十三页。二、植物二、植物(zhw)组织培养组织培养植物组织培养是指用无菌培养方法植物组织培养是指用无菌培养方法，在人工制备的培养基上培养植物的一在人工制备的培养基上培养植物的一个离体器官、组织或细胞个离体器官、组织或细胞，使其再生使其再生(zishng)(zishng)为完整植株。为完整植株。第十四页，共二十三页。根据培养根据培养(piyng)(piyng)的植物的材料不同的植物的材料不同，分为：分为：愈伤组织培养愈伤组织培养悬浮细胞培养悬浮细胞培养器官培养器官培养茎尖分生组织培养茎尖分生组织培养原生质体培养原生质体培养第十五页，共二十三
14、页。1 1、植物、植物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)组织培养技组织培养技术术固体培养固体培养液体静态液体静态(jngti)(jngti)悬浮培养悬浮培养深层大罐发酵深层大罐发酵液体连续培养液体连续培养细胞固定化培养等细胞固定化培养等第十六页，共二十三页。v植物细胞培养可生产一些微生物所不能合成的植物细胞培养可生产一些微生物所不能合成的 特特有代谢产物，如生物碱类、色素、类黄酮和花色有代谢产物，如生物碱类、色素、类黄酮和花色苷、苯酚苷、苯酚(bn fn)、皂角苷、固醇类、萜类、某些抗、皂角苷、固醇类、萜类、某些抗生素和生长控制剂、调味品和香料等。生素和生长控制剂、调味品和香料等。v细胞
15、培养用于种苗生产、如兰花等名贵花卉和谷细胞培养用于种苗生产、如兰花等名贵花卉和谷物良种的培育可不受外界环境的影响。物良种的培育可不受外界环境的影响。第十七页，共二十三页。2、植物、植物(zhw)(zhw)组织培养的优组织培养的优点点四季均可生产四季均可生产(shngchn)(shngchn)，不受地区、季节及有害生物的影响。，不受地区、季节及有害生物的影响。占地面积少，便于工厂化生产，可对细胞生长自动控制和代谢过占地面积少，便于工厂化生产，可对细胞生长自动控制和代谢过程合理调节。程合理调节。便于筛选高产细胞株。便于筛选高产细胞株。利于生物转化，寻找新的有效药物成分。植物细胞内存在羟基化利于生物
16、转化，寻找新的有效药物成分。植物细胞内存在羟基化酶、氧化酶、复原酶、甲基化酶、酯化酶、糖基转移酶、糖苷酶酶、氧化酶、复原酶、甲基化酶、酯化酶、糖基转移酶、糖苷酶等多种酶等多种酶,植物培养物作为一种生物反响器转化外源化合物，能够植物培养物作为一种生物反响器转化外源化合物，能够产生原植物所没有的，甚至是至今自然界尚未发现的化合物。产生原植物所没有的，甚至是至今自然界尚未发现的化合物。个体差异小，生产周期短，设备简单，能节省人力、物力等。个体差异小，生产周期短，设备简单，能节省人力、物力等。利用组织培养过程中出现的芽变或人工诱变，或进行脱毒，培育利用组织培养过程中出现的芽变或人工诱变，或进行脱毒，培
17、育新品种，提高药用植物品质。新品种，提高药用植物品质。保存种质资源。保存种质资源。第十八页，共二十三页。3、植物、植物(zhw)(zhw)细胞培养流细胞培养流程程第十九页，共二十三页。第二十页，共二十三页。C 愈伤组织愈伤组织(zzh)(zzh)S 悬浮培养细胞悬浮培养细胞第二十一页，共二十三页。工业化生产的植物细胞培养产物工业化生产的植物细胞培养产物工业化生产的植物细胞培养产物工业化生产的植物细胞培养产物名称名称价格价格/（USD/kg）用途用途名称名称价格价格/（USD/kg）用途用途长春新碱长春新碱1000000抗肿瘤药物抗肿瘤药物紫草宁紫草宁4000消炎、抗菌、消炎、抗菌、染料染料长春
18、花碱长春花碱3500000抗肿瘤药物抗肿瘤药物苦橙花油苦橙花油1125香料香料保加利亚玫保加利亚玫瑰油瑰油20003000香料，调味品香料，调味品吗啡吗啡600麻醉剂，镇麻醉剂，镇痛药痛药毛地黄毒苷毛地黄毒苷3000心肌能障碍心肌能障碍当归根油当归根油800香料，中药香料，中药辅酶辅酶Q10600强心剂强心剂春黄菊油春黄菊油500香料，药物香料，药物可待因可待因650麻醉剂、镇痛麻醉剂、镇痛药药茉莉茉莉5002000香料香料第二十二页，共二十三页。内容(nirng)总结第四节 动物及植物细胞制药。大规模动物细胞贴壁培养最常用的支持物是微载体，其材料有聚苯乙烯、交联葡萄糖、聚丙稀酰胺、纤维素衍生物、几丁质、明胶等。通常用特殊的技术制成100200m直径(zhjng)的圆形颗粒，大多都是一次性的。来源不同的动物细胞，其最适生长温度是不相同的。在分批培养过程中可分为延滞期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期等五个阶段。根据培养的植物的材料不同，分为：。价格/USD/kg。消炎、抗菌、染料第二十三页，共二十三页。