當前位置:菜譜大全網 - 養生課堂 - 動物細胞大規模培養的方法有哪些

動物細胞大規模培養的方法有哪些

動物細胞大規模培養的常用方法

根據動物細胞的類型,可采用單層培養、懸浮培養和固定化培養進行大規模培養。

壹、動物細胞的生長特性和培養溫度

1,細胞生長緩慢,容易被汙染,培養需要抗生素。

2.細胞大,無細胞壁,機械強度低,環境適應性差。

3.它需要較少的氧氣,不能忍受強烈的通風和攪拌。

4.人口增長效應,附著增長(錨定依賴)

5.培養過程中的產物分布在細胞內外,成本較高。

6.原代培養的細胞通常在50代後退化和死亡。

根據體外培養中對生長底物依賴性不同,動物細胞可分為兩種類型:

依賴粘附的細胞:它們需要附著在帶有適當電荷的固體或半固體表面上才能生長。大多數動物細胞,包括非淋巴組織細胞和許多非整倍體細胞,都屬於這壹類。

不依賴粘附的細胞:它們可以不粘附於固體表面而生長,包括血液、淋巴組織細胞、許多腫瘤細胞和壹些轉化細胞。

培養細胞的最適溫度相當於各種細胞或組織的正常溫度。人和哺乳動物細胞培養的最適溫度為35~37℃。偏離這個溫度,細胞的正常代謝和生長就會受到影響,甚至死亡。壹般來說,培養的細胞對低溫的耐受力高於對高溫的耐受力。當溫度不超過39℃時,細胞代謝強度與溫度成正比;細胞在39~40℃培養65438±0h,有壹定程度的損傷,但仍能恢復。當溫度達到43℃以上時,許多細胞就會死亡。當溫度降至30~20℃時,細胞代謝下降,因此與培養基的物質交換減少。首先看到的是細胞的形態變化和細胞從基質中脫落。當培養物回到初始培養溫度時,它們的原始形態和代謝也回到原始水平。

第二,單層培養(附著培養)

它是指細胞附著在某壹固體表面上的培養。

1.生長特性:培養時貼壁細胞應附著在培養容器(瓶)壁上。細胞壹旦貼壁,就會迅速擴散,然後開始有絲分裂,迅速進入對數生長期。壹般幾天後,培養面被覆蓋,形成致密的細胞單層。

2.單層培養的優點:

容易更換培養液;細胞緊密附著在固相表面,舊培養液可直接倒掉,新培養液清洗後可直接加入。

灌註培養易於采用,從而達到提高細胞密度的目的;因為細胞固定了表面,所以不需要過濾系統。

當細胞粘附於生長基質時,許多細胞將更有效地表達壹種產物。

相同的設備可以使用不同的培養基/細胞比率。

適用於所有類型的細胞。

3.單層培養的缺點:與懸浮培養法相比,

拓展訓練難度大,投入大;

占地面積大;

不能有效地監控細胞的生長;

4.細胞粘附表面:需要凈正電荷和高表面活性。對於微載體,也需要壹定的電荷密度;如果是有機表面,壹定是親水的,帶正電荷的。

5.單層培養系統:主要包括轉瓶、中空纖維(後面介紹)、玻璃珠和微載體系統(後面介紹)。

搖瓶培養系統:首先用搖瓶系統培養貼壁依賴細胞。轉瓶培養壹般用於從小規模培養到大規模培養的過渡階段,或者作為壹種為生物反應器接種準備細胞的方式。將細胞接種在旋轉的圓柱形培養箱-旋轉燒瓶中,培養過程中旋轉燒瓶不斷旋轉,使細胞與培養液和空氣交替接觸,從而提供更好的傳質和傳熱條件。

轉瓶培養具有結構簡單、投資少、技術成熟、重復性好、簡單增加轉瓶數量進行擴增等優點。但是,它也有其缺點:勞動強度高,占用空間大,單位體積用於細胞生長的表面積小,細胞生長密度低,培養過程中對環境條件的監測和控制有限。目前轉瓶培養系統包括二氧化碳培養箱和轉瓶機兩種。

反應器單層培養在這種培養模式下,細胞生長在固定的表面上,不會因為攪拌而隨培養液流動,因此更容易更換培養液,不需要專門的設備將細胞從培養液中分離出來,可以采用灌註培養獲得高細胞密度,可以有效地獲得產物;但難以擴大規模,不能直接監測細胞的生長情況,因此多用於制備劑量小、價值高的生物藥物。

CelliGen、CelliGen PlusTM和Bioflo3000反應器是常用的單層培養生物反應器,可用於細胞單層培養,具有籃式攪拌系統和盤形載體。這種載體是直徑為6 mm的非織造聚酯纖維盤,具有高的表面積/體積比(1200cm2/g),有利於獲得高的細胞密度。籃式攪拌系統和載體培養是目前貼壁細胞培養最常用的方法,用於雜交瘤細胞、Hela細胞、293細胞、CHO細胞等細胞。這樣培養的細胞,接種後可以很快貼壁。

三、懸浮培養(suspension culture)

指細胞在反應器中自由懸浮生長的過程。主要用於無貼壁依賴性的細胞培養,如雜交瘤細胞;它是在微生物發酵的基礎上發展起來的。

無血清懸浮培養是壹種用已知的人或動物來源的蛋白質或激素代替動物血清的細胞培養方法。可以減少後期純化工作,提高產品質量,正逐漸成為大規模動物細胞培養的壹個新的研究方向。

四。固定化培養。

動物細胞與水不溶性載體結合,然後培養。這兩類細胞均適用,具有細胞生長密度高、抗剪切能力強、抗汙染能力強的優點,且細胞易於分離產物,有利於產物分離純化。制備方法很多,包括吸附法、價態附著法、離子/價態交聯法、包埋法、微膠囊法等。

1.吸附法:用固體吸附劑將細胞吸附在其表面來固定細胞的方法稱為貼壁法。操作簡單,條件溫和,是最早用於動物細胞固定化的方法。缺點是:載體負載量低,電池容易脫落。微載體培養和中空纖維培養是這種方法的代表,後面會介紹。

2.* * *價附著法:動物細胞通過* * *價鍵與固體載體結合的固定化方法稱為* * *價共價鍵附著法。這種方法可以減少細胞的滲漏,但是引入了化學試劑,影響了細胞的活性,而且因為粘連擴散限制小,細胞沒有得到保護。

3.離子/* * *價交聯法:細胞懸液用雙功能試劑處理時,細胞間會形成橋,絮凝產生交聯作用。這種固定細胞的方法稱為離子/* * *價交聯。交聯劑會造成部分細胞死亡,也會造成擴散限制。

4.包埋法:將細胞包埋在多孔載體中制成固定化細胞的方法稱為包埋法。優點是步驟簡單,條件溫和,負荷大,細胞滲漏少,抗機械剪切。缺點是:擴散限制,不是所有細胞都處於最佳基質濃度,大分子基質無法滲透到聚合物網絡中。壹般來說,它適用於非附著依賴細胞的固定化。常用的載體是多孔凝膠,如瓊脂糖凝膠、海藻酸鈣凝膠和纖維蛋白。

5.微囊化:用親水性半透膜將細胞包裹在珠狀微囊中,使細胞無法逃逸,但小分子和營養物質可以自由進出半透膜;膠囊是壹個微小的培養環境,類似於液體培養,可以保護細胞不受損傷,所以細胞生長良好,密度高。微膠囊的直徑應控制在200-400 μ m,制備時應註意:

溫和、快速、不損傷細胞,盡量在液體和生理條件下操作;

所用試劑和膜材料對細胞無毒;

膜的孔徑可以控制,營養物質和代謝產物必須自由通過;

膜應該具有足夠機械強度以抵抗培養過程中的攪動。