细胞工程-第三节 植物细胞悬浮培养ppt课件.ppt

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1、1、定义：液体培养基中能保持良好分散状态的细胞和小细团的培养。2、优点：（1）充分吸收营养（2）细胞增殖快（3）可进行大规模的培养第三节植物细胞悬浮培养1、定义：液体培养基中能保持良好分散状态的细胞和小细团的培养。2、优点：（1）充分吸收营养（2）细胞增殖快（3）细胞的相对大小均一(4)可进行大规模的培养一、细胞悬浮培养原理植物离体培养可产生愈伤组织,将疏松型的愈伤组织悬浮在液体培养基中并在振荡条件下培养一段时间后，可形成分散悬浮培养物。细胞的悬浮培养示意图（一）悬浮培养Suspensionculture特点细胞可以不断增殖，形成高

2、密度的细胞群体，适于大规模培养；能够提供大量较为均匀的细胞，为研究细胞的生长、分化创造方法和条件。必须指出悬浮培养中既有单细胞，也有细胞团。（二）植物细胞悬浮培养的特性1．植物细胞较微生物细胞大得多，有纤维素细胞壁．细胞耐拉不耐扭，抵抗剪切力差；2．培养过程生长速度缓慢，易受微生物污染，需用抗生素；3．细胞生长的中期及对数期．易凝聚为直径达350µm一400µm的团块，悬浮培养较难；4．培养时需供氧，培养液粘度大：5．具有群体效应；6．因为有细胞壁,培养细胞产物滞留于细胞内，产量较低；7．细胞培养过程有结构与功能全能性,因而易分化,

3、从而导致目的产物低于原植物体内浓度；8．悬浮培养中要求有一定的细胞浓度，否则不生长（25000~50000个/ML）。起始悬浮液的制备愈伤组织液体培养基摇床振荡悬浮培养质地疏松，细胞分散程度大；质地紧密，细胞分散程度小，不适于悬浮培养转速30-150rpm2-3cm冲程防细胞破裂二、培养方法植物细胞悬浮培养通常深层培养可分为：分批式．流加式．半连续式．连续式．和灌注式五种。1、分批培养/成批培养（Batchculture）含义：将愈伤组织培养在一定容积的密闭容器中进行培养。它是进行细胞生长和细胞分裂的生理生化研究常用的培养方法。但要

4、进行下一批培养，则生长一定时间后，需要继代转移。分批式培养（batchculture）该方式大多采用机械搅拌式生物反应器，将细胞扩大培养后，一次性转入生物反应器内进行培养，在培养过程中其体积不变，不添加其它成分，待细胞增长和产物形成积累到适当的时间，一次性收获细胞、产物、培养基的操作方式。该方式的特点培养周期短，染菌和细胞突变的风险小。培养基体积固定，不添加任何营养成分。直观反映细胞生长代谢的过程。培养过程中，细胞生长，其数目不断发生变化，呈S增长。反应器系统属于封闭式，必须适当搅拌控制温度．pH值和通气。2．流加式培养（feedi

5、ngculture）流加式培养是在批式培养的基础上，采用机械搅拌式生物反应器系统，细胞初始接种的培养基体积一般为终体积的1/2～1/3，在培养过程中根据细胞对营养物质的不断消耗和需求，流加浓缩的营养物或培养基，从而使细胞持续生长至较高的密度。整个培养过程没有流出或回收，通常在细胞进入衰亡期或衰亡期后进行终止回收整个反应体系，分离细胞和细胞碎片，浓缩．纯化目标蛋白。（1）流加培养特点：①流加培养根据情况流加浓缩的营养培养基，流加的速率与消耗的速率相同，保证合理的培养环境与较低的代谢产物抑制水平。②培养过程以低稀释率流加，细胞在培养系统

6、中停留时间较长，总细胞密度较高，产物浓度较高。③流加培养细胞培养基的设计和培养条件与环境优化，是整个培养工艺中的主要内容。④在工业化生产，悬浮流加培养工艺参数的放大原理和过程控制，比较其它培养系统较易理解和掌握，可采用工艺参数的直接放大。（2）流加工艺中的营养成分主要分为三大类①葡萄糖：葡萄糖是细胞的供能物质和主要的碳源物质。②谷氨酰胺：谷氨酰胺是细胞的供能物质和主要的氮源物质。③氨基酸．维生素及其他：主要包括营养必需氨基酸．营养非必需氨基酸．一些特殊的氨基酸如羟脯氨酸．羧基谷氨酸和磷酸丝氨酸；此外还包括其他营养成分如胆碱．生长刺激

7、因子。（3）流加式培养分为两种类型单一补料分批式培养反复补料分批式培养。单一补料分批式培养①单一补料分批式培养是在培养开始时投入一定量的基础培养液，培养到一定时期，开始连续补加浓缩营养物质，直到培养液体积达到生物反应器的最大操作容积，停止补加，最后将细胞培养液一次全部放出。该操作方式受到反应器操作容积的限制，培养周期只能控制在较短的时间内。反复补料分批式培养②反复补料分批式培养是在单一补料分批式操作的基础上，每隔一定时间按一定比例放出一部分培养液，使培养液体积始终不超过反应器的最大操作容积，从而在理论上可以延长培养周期，直至培养效率

8、下降，才将培养液全部放出。3．半连续式培养（semi-continuousculture）半连续式培养即每隔一定时间（如1---2天）收获部分培养物，再加人等量培养基的方法。又称为重复分批式培养或换液培养。采用机械搅拌式生物反应器系统