动物生物反应器
动物细胞生物反应器安全操作及保养规程
动物细胞生物反应器安全操作及保养规程生物反应器是一种用于生产生物制品的重要设备，其中动物细胞生物反应器是其中的主要设备。
动物细胞生物反应器对于医药、生物工程等领域的发展有着重要的作用。
然而，动物细胞生物反应器在使用过程中存在一定的危险性。
本文将介绍动物细胞生物反应器的安全操作及保养规程，旨在保障操作人员的安全和设备的正常运行。
安全操作规程1.安全意识与操作技能培训在使用动物细胞生物反应器前，操作人员必须经过安全意识与操作技能培训，深入了解设备的使用、操作，以及可能存在的危险及其防护措施。
2.设备检查在启动设备前，必须进行设备检查，包括但不限于液位检查、温度检查、搅拌器运行状态检查等。
确保设备状态正常，各项指标在正常范围内。
3.必要的防护措施操作人员应戴上防护手套、口罩、护眼镜等必要的防护设备，并确保设备的通风良好，以避免对人员和环境造成伤害。
4.操作规程在操作过程中，应按照设备的操作规程执行。
避免操作不当，如温度超高、压力过大等操作错误。
5.应急处置在设备使用过程中可能会遇到一些紧急情况，操作人员在遇到设备出现故障、事故时，应及时采取应急措施，并通知相关人员及时进行处理，保障人员和设备的安全。
设备保养规程1.设备清洗设备在使用前、使用中、使用后都需要进行清洗。
使用过程中会残留微生物、毒素等不良物质，需要定期进行清洗才能保证设备完全清洁。
2.设备消毒在设备使用过程中需要注意消毒，以减少微生物的滋生和传播。
具体消毒方法及频率需根据实际情况制定。
3.设备维护设备需要定期进行维护，包括但不限于更换灯泡、更换滤网等各种维护工作，以确保设备正常运转。
4.设备储存当设备长时间未使用时，应遵守设备储存规程，将设备放置在对设备不会造成损坏的地方，确保设备长期保持良好的状态。
结语动物细胞生物反应器在医药、生物工程等领域的应用越来越广泛，在使用过程中安全操作及设备保养显得尤为重要。
本文简要介绍了动物细胞生物反应器的安全操作及保养规程，如操作人员仔细阅读并执行操作规程，定期进行设备维护和清洁消毒，定期进行设备检查，可确保设备安全稳定运转，从而保障人员的安全和设备的正常运行。
动物细胞培养用生物反应器
采用独立模块控制方式，称重控制器单独设置。使用 PID 控制模式实现自 动控制，具有自适应 PID 控制调整功能，可自动设定最佳的 PID 参数。称重控 制与料液蠕动泵关联，通过控制蠕动泵开关，实现液位的自动控制和灌流培养功
资料附图均为参考图，配置以实物为准
5
CLAVORUS TM
4.3pH 控制
采用独立模块控制方式，PH 控制器单独设置。使用 PID 控制模式实现自动 控制，具有自适应 PID 控制调整功能，可自动设定最佳的 PID 参数。pH 控制与 二氧化碳通气控制阀，以及酸、碱蠕动泵相关联，通过控制二氧化碳、酸液、碱 液的开关，实现 pH 的自动控制。当 pH 低于设定值时，控制器启动碱液蠕动泵， 补碱提高 pH 至设定值；当 pH 高于设定值时，控制器启动二氧化碳气体电磁阀， 以及酸液蠕动泵，降低 pH 至设定值。二氧化碳流量可通过转子流量计调节，酸 液、碱液蠕动泵流量可通过泵调速阀进行调节，进一步提高了 pH 控制的灵敏度。
工作体积（L） 80 420 500
1000
灭菌方式 手动灭菌 手动灭菌 手动灭菌 手动灭菌
CLAVORUSTM B 100
80
自动灭菌/手动灭菌
CLAVORUSTM B 500
420
自动灭菌/手动灭菌
CLAVORUSTM B 600 CLAVORUSTM B 1200
500 1000
自动灭菌/手动灭菌 自动灭菌/手动灭菌
5. 反应器硬件
5.1 罐体 不锈钢罐体，带不锈钢顶盖和不锈钢三角支 架。夹套控温，带保温层。 罐体选用 316L 不锈钢材质，夹套选用 304 不 锈钢材质。内表面经电抛光：Ra<0.8μm。
资料附图均为参考图，配置以实物为准
动物细胞生物反应器
大小 代谢调节方式 营养要求胞
10-100mm 内部和激素 苛刻 倍增时间一般为12-60h 很差，缺乏保护性细胞壁 差
微生物细胞
10mm 内部 宽松，可利用多种底物 倍增时间一般为0.5-2h 较好 好
（三）、動物細胞大规模培養技術
动物细胞大规模培 养它是在传统的培养技 术的基础上，融合固定 化细胞、流式细胞技术、 填充床、生物反应器技 术以及人工灌流和温和 搅拌技术等发展起来的。 动物细胞大规模培养装 置如图。
4.攪拌罐生物反應器（stirtank bioreactor）
搅拌罐生物反应器基本结构为：一个旋转过滤器， 一台用于控制温度、pH值、搅拌速度和溶氧（DO）的 数字控制装置（DCU）和起通气作用的底部环形喷气结 构。
5.堆積床生物反應器（packedbed bioreactor）
CelligenPlus堆积床生物反应器的工作原理为：当推 进器旋转时，培养基通过推进器的中心空管螺旋式地从 罐体底部上流，然后从三个出口流出，通过堆积床向下 流动至罐体底部，再通过推进器的中心管往上流。
3.微囊化培養技術
微囊是一种由半透膜制成的多孔微球体，酶及大分 子不能从微囊中溢出，而小分子物质可以通过，微囊化 技术是固定化技术将细胞包裹在微囊里，在培养液中悬 浮培养，细胞微囊化后由于生长在各自的微小环境里， 减少了培养时搅拌对细胞的剪切力，细胞生长良好，培 养液易于迅速改变，且无分离细胞与培养液的困难。
2.中空纖維管生物反應器（hollow-fiber bioreactor）
中空纤维管生物反应器主体是由微孔中空纤维管束 组成的，纤维束由外壳包裹，可分为壳体空间及管体空 间两部分，每部分各有其出口。
3.流化床生物反應器（fluidized-bed bioreactor）
转基因动植物生物反应器 综述
转基因动植物生物反应器生物技术1002摘要:生物反应器，指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。
随着转基因技术问世,生物反应器不再局限于传统“冷冰冰”的设备，而是富有生命特性的动植物。
动植物生物反应器指的是通过基因工程途径以常见的农作物或者活体动物，高效表达某种器官或组织，进行工业化生产功能蛋白等生物制剂。
本文为大家阐述了转基因动植物反应器的优缺点，研究进展及其应用。
关键词:转基因动物反应器，转基因植物反应器，优缺点，研究进展，应用一、转基因动植物生物反应器的优缺点1.1转基因动物生物反应器的优点1易养殖，实现大规模制备。
2通过乳腺和血液制备活性物质简单易行。
3可以通过动物细胞培养实现大量制备。
4产量高，转基因动物在每升乳汁中可得几十克产物，而转基因植物，微生物在每升培养液中只能获得几毫克。
5成本低，用细菌、酵母菌或动物细胞生产基因工程药物，反应条件要求严格，而转基因动物只需要正常饲养。
6用于转基因动物制药的受体牛、羊、猪等哺乳动物，与人类亲缘关系比细菌、酵母菌要近的多，所以其产品具有与人体自身产生的蛋白相同的生物学活性川。
7用转基因动物培植活体器官和组织，用于更替人体患病的器官和组织。
1.2转基因动物生物反应器的缺点1细胞培养需要昂贵的培养基和设备。
2转基因动物制备成本昂贵。
3转基因动物易产生一些伦理问题。
4目前转基因动物的研究存在理论基础薄弱、技术不完善等问题"使得转入的基因在受体动物基因组中存在着随机整合、调节失控、遗传不稳定、表达率不高等问题。
为确保转入的基因能得到高效表达并完全整合，关键是基因构建和位点整合。
5转基因表达产物的分离与纯化也存在问题，可能会出现要纯化的产物含量低的现象，还要确保去除引起人类变态反应的非人类蛋白。
6转基因表达产物的结构和生物活性是否与人体蛋白相似#转基因产品必须与人体产生的蛋白高度相似，以免人体对它产生免疫反应。
禽类输卵管生物反应器名词解释
禽类输卵管生物反应器名词解释
禽类输卵管生物反应器是指利用禽类（如鸡、鸭等禽类动物）的输卵管作为生物反应器进行生物技术研究或生产应用的装置。
禽类输卵管是禽类动物的生殖系统中的一部分，具有较高的生物活性和生化反应能力，因此被用作生物反应器具有一定的优势。
在禽类输卵管生物反应器中，可以利用输卵管组织中的细胞、酶或其他生物活性物质来进行生物反应或生物合成。
这些反应可以包括蛋白质合成、酶的产生、基因转录等生物学过程。
此外，禽类输卵管生物反应器还可以用于生物医学研究、药物筛选、蛋白质生产等领域。
禽类输卵管生物反应器的设计和运行需要考虑到禽类生理特点和生物反应器工程原理，以确保反应器能够稳定、高效地进行生物反应。
此外，对禽类动物的福利和生物安全问题也需要在设计和操作中得到充分考虑。
总的来说，禽类输卵管生物反应器是利用禽类动物的输卵管作为生物反应器进行生物技术研究或生产应用的装置，具有重要的科研和应用前景。
动物生物反应器
乳铁蛋白还是最天然的抗氧化剂：具有强 烈氧化功能，有助清除体内自由基，对保 健及老化、血管硬化等功能性退化症有正 面效果。
• 3、生产人牛混合奶。人奶对人是最佳的营 养品。分离出人奶蛋白基因并把它转移到 奶牛中，牛奶中就会有30%~50%人奶的成 分。
经济效益
• 组织纤溶酶原激活剂(TPA)：由美国遗传技 术公司(Genentech) 用基因重组技术开发 的血栓溶解剂，1987 年11 月经联邦食品 及药物管理局(FDA)批准上市。1988 年的 销售额为1.5 ～ 1.6 亿美元，1989年为 1.8 ～ 1.9 亿美元。今后每年的市场销售额 约为2 ～ 2.5 亿美元。
• 生产抗体。目前市场销售的抗体，因产量 很小，成本高，只能用于诊断。其实，如 果能够大量生产抗体，许多疾病就可以用 抗体治疗。用抗体治疗疾病应当比用抗生 素效果更好，因为可以真正做到对症下药， 而不必担心造成体内微生物失衡或因大量 使用抗生素而产生副作用。
• 生产酶制剂。酶制剂分为两大类，一类是 用大量很大的工业用酶，如淀粉酶，糖化 酶等。工业用酶生产特点是需求量大且纯 度要求不高，很适合使用乳牛生产。另一 类酶是生命科学研究中使用的工具酶，每 克售价均百万元以上。如果用乳房生物反 应器生产，一头年产1000kg奶的乳用山羊， 可以生产足够全国使用的某一种工具酶。
绵羊
绵羊 绵羊 绵羊 猪 猪 山羊 山羊 山羊
CFTR
组织型纤溶酶原活化因子 凝血VIII因子、IX因子 纤维蛋白原 组织型纤溶酶原活化因子 凝血VIII因子、IX因子 人蛋白质 C 抗血栓因子 3 谷氨酸脱羧酶
山羊
牛 牛 牛
Pro542
a-乳清白蛋白 凝血VIII因子 纤维蛋白原
治疗爱滋 病
《动物生物反应器》课件
动物生物反应器是一种用于细胞培养和蛋白表达的装置，广泛应用于医药研 发、生物制药和基础生物学研究领域。
概述
动物生物反应器是一种用于细胞培养和蛋白表达的装置。
什么是动物生物反应器
动物生物反应器是一种用于细胞培养和蛋白表达的装置，提供了一个模拟人体环境的生物反 应环境。
应用领域
动物生物反应器可用于评价细胞的 生长、增殖和代谢状态，为细胞研 究提供关键数据。
常见问题
在使用动物生物反应器时需要注意一些常见问题。
1 操作注意事项
2 故障排除
使用动物生物反应器时需要注意无菌操作、温度 控制、培养基配制和营养物供应等细节。
遇到反应器故障时，需要检查控制系统、设备连 接和供应物质等方面，进行故障排除。
其他配套设施
动物生物反应器还包括其他配套 设施，如气体供应系统、溶液混 合装置和废液处理系统等。
工艺流程
动物生物反应器的工艺流程包括多个关键步骤。
1
细胞养与传代
2
培养细胞并定期传代，以维持细胞的生长和
扩增。
3
蛋白表达及提取
4
通过培养和收集细胞中产生的蛋白，进行纯 化和提取。
培养基制备
制备适合细胞生长和表达的培养基，包括营 养物、生长因子和抗生素等。
参考资料
以下是一些有关动物生物反应器的参考资料。 • 期刊论文 • 厂家手册 • 相关网站
在设计动物生物反应器时需要考虑的因素包括： 反应器体积、控制系统、环境参数调控、操作便 捷性等。
结构组成
动物生物反应器由多个组成部分构成。
反应器本体
动物生物反应器的本体通常由生 物兼容性材料制成，具有特定的 体积和形状，用于存储和培养细 胞。
《生物工程设备》第七章动物细胞生物反应器
动物细胞培养生物反应器随着基因工程的发展，通过动物细胞的培养所生产出多种疗效高的药物、灵敏的诊断试剂及生物技术制品，目前在这一方向上正发展成为一支高新技术产业。
由于动物细胞与微生物细胞有很大的差异，对体外培养有严格的要求，如动物细胞对剪切非常敏感，反应器的设计不能像微生物细胞那样高的剪切力，因此，传统的微生物细胞反应器应该经过改造才能适用动物生物反应器，根据动物细胞的特点，开发新型的生物反应器显得十分重要和迫切。
一、动物细胞培养过程（一）动物细胞培养概论动物细胞培养（cell culture）是从动物体内取出细胞并分散成单个细胞，模拟体内的生长环境，在无菌、适温和丰富的营养条件下，使细胞在体外继续生存、生长、增殖并维持结构和功能的一门技术。
体外培养可分为原代培养（primary culture，亦称初代培养）和传代培养（subculture，亦称继代培养）。
原代培养是指从机体内取出的细胞进行初次培养的过程。
培养的细胞大约增殖10代左右称为原代细胞（primary cell）；从原代培养的细胞继续转接培养称为传代培养。
动物细胞体外培养的历史可追溯到1907年，美国生物学家哈里森Harrison在无菌条件下，以淋巴液为培养基成功地在试管中培养了蛙胚神经组织达数周，并观察到细胞突起的生长过程，创立了体外组织培养法。
1923年，法国学者卡勒尔设计的卡氏培养瓶用于培养鸡胚的心肌组织取得成功，也使得多种动物组织培养获得成功。
20世纪80年代以来，随着基因工程技术和细胞融合技术的迅速发展，人们已经能够把特定的外源基因通过PCR扩增，并转染到动物细胞内，得到高质量的表达，由此可生产各种特殊的生物制品。
德国生物技术公司Hauser用一个含人的IFN-β基因的科斯质粒pCOSIFN-βNDA（36000碱基对）与质粒pHC792COS/tk+DNA（含有单疱疹病毒的tK基因）通过磷酸钙沉淀技术，共转移进入小鼠LK-细胞，从而得到含干扰素基因的能分泌干扰素的细胞克隆。
动物生物反应器建立的主要方法与技术
动物生物反应器建立的主要方法与技术
动物反应器建立是在生命科学领域中一种很重要的工作，这是为了帮助研究者了解和
分析不同类型动物及其生理、生化、行为反应机制。
为了建立动物反应器，科学家们一般
采用以下方法和技术：
1、细胞及分子技术：细胞和分子技术主要用于动物反应器的建立和研究，它们可以
用于展示和模拟动物的行为反应。
通过这种技术，可以研究动物的抗逆性和细胞应激反应，以及探究其发育、基因调控和信号转导机制。
2、生物信息学：生物信息学是研究动物基因组、组蛋白和转录组特征的重要学科，
研究者可以通过对动物基因组、组蛋白和转录组数据的重新构建和分析，来了解动物反应
器的成因、构成、功能等。
3、基因编辑技术：基因编辑技术可以准确和有效地操作指定的基因，使得动物反应
器的建立更容易，从而有助于研究生物调控机制。
目前已发展出包括Crispr-Cas、TALENs、ZFNs等多种基因编辑技术。
4、基于模型动物的实验室技术：模型动物是研究动物反应器的重要实验室技术，通
常采用基因改造技术，利用小鼠、猪、非洲爪哇鼠等模型动物探究动物反应器的规则。
5、大数据和计算机技术：大数据和计算机技术可以为动物反应器的建立提供重要的
支持，它们可以用于整合、可视化和分析大量生物学数据，从而帮助研究者了解和分析动
物反应器的特征。
总而言之，动物反应器建立涉及多种技术和方法，包括细胞和分子技术、生物信息学、基因编辑技术、模型动物实验室技术、大数据和计算机技术等。
不断发展的这些技术为研
究动物反应器提供了强大的工具。
动物乳腺生物反应器名词解释
动物乳腺生物反应器名词解释
动物乳腺生物反应器是一种用于研究和模拟动物乳腺生物过程的实验装置。
它通常由细胞培养系统、培养基、培养皿、培养槽等组成，用于模拟和研究动物乳腺组织的生长、分化、分泌等生物反应过程。
动物乳腺生物反应器的主要功能是提供一个模拟动物乳腺环境的平台，使乳腺细胞能够在体外条件下生长和发育。
它可以为科学家和研究人员提供一个实验室内的控制环境，以便他们可以更好地理解乳腺生物学的基本原理和机制。
在动物乳腺生物反应器中，乳腺细胞被培养在培养基中，通过提供适当的营养物质和生长因子，细胞可以进行增殖、分化和分泌乳液等生物反应。
这种系统可以模拟乳腺组织的生理状态，帮助研究人员研究乳腺发育、乳腺疾病以及乳腺细胞对外界刺激的反应。
动物乳腺生物反应器的应用广泛，既可以用于基础研究，也可以用于药物筛选和毒性测试。
通过对乳腺细胞在反应器中的生长和功能进行观察和分析，可以深入了解乳腺生物学过程，为乳腺疾病的治疗和预防提供理论依据。
总之，动物乳腺生物反应器是一种重要的实验装置，它可以模拟和研究动物乳腺组织的生物反应过程，为乳腺生物学的研究和乳腺疾病的治疗提供有益的工具和平台。
生物学转基因动物与动物生物反应器
转基因动物还能体现基因表达的相对特异 性和组织分布规律。
如通过导入人生长激素释放因子( hGRF)基因与 金属硫蛋白启动子建立的转基因鼠，在不同的组 织， hGRF表达水平不同。在垂体和胰脏中，呈 高水平表达；在下丘脑和肝脏中呈中水平表达； 在心脏和性腺中呈低水平表达。这表明了基因表 达的特异性和组织分布规律。
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
从转基因动物所获得的资料几乎涉及医学遗传、 肿瘤学、免疫学等的基因研究，还涉及生物药物 的研究，基因治疗的开发研究等。
目前建立转基因动物的主要策略有两种：
一种是让转基因在动物体内过度表达的方法。最 常用的是显微注射方法。转基因可用基因本身的 启动子，也可拼接组织特异性表达的外源启动子； 可转入单基因，也可转入双基因。
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
动物细胞大规模培养用生物反应器(bioreactor)简介
动物细胞大规模培养用生物反应器（bioreactor）简介动物细胞培养技术能否大规模工业化、商业化，关键在于能否设计出合适的生物反应器（bioreactor）。
由于动物细胞与微生物细胞有很大差异，传统的微生物反应器显然不适用于动物细胞的大规模培养。
首先必须满足在低剪切力及良好的混合状态下，能够提供充足的氧以供细胞生长及细胞进行产物的合成。
一、生物反应器分类目前，动物细胞培养用生物反应器主要包括：转瓶培养器、塑料袋增殖器、填充床反应器、多层板反应器、螺旋膜反应器、管式螺旋反应器、陶质矩形通道蜂窝状反应器、流化床反应器、中空纤维及其它膜式反应器、搅拌反应器、气升式反应器等。
按其培养细胞的方式不同，这些反应可分为以下三类：1.悬浮培养用反应器：如搅拌反应器、中空纤维反应器、陶质矩形通道蜂窝状反应器、气升式反应器；2.贴壁培养用反应器：如搅拌反应器（微载体培养）、玻璃珠床反应器、中空纤维反应器、陶质矩形通道蜂窝状反应器；3.包埋培养用反应器：如流化床反应器、固化床反应器。
二、搅拌罐生长反应器这是最经典、最早被采用的一种生物反应器。
此类反应器与传统的微生物生物反应器类似，真对动物细胞培养的特点，采用了不同的搅拌器及通气方式。
通过搅拌器的作用使细胞和养分在培养液中均匀分布，使养分充分被细胞利用，并增大气液接触面，有利于氧的传递。
现已开发的有：笼式通气搅拌器、双层笼式通气搅拌器、桨式搅拌器、海般式搅拌器等。
三、气升式生物反应器1979年首次应用气升式生物反应器成功的进行了动物细胞的悬浮培养。
气升式生物反应器的话优点：罐内液体流动温和均匀，产生剪切力小，对细胞损伤较小；可直接喷射空气供氧，因而氧传递率较高；液体循环量大，细胞和养分都能均匀分布于培养液中；结构简单，利于密封并降低了造价。
常用的气升式反应器有三种：内循环式气升式、外循环式气升式、内外循环式气升式生物反应器。
动物细胞用生物反应器
特性
反应器类型
气升式
通气搅拌式
中空纤维管式
无泡搅拌式
流化床式
培养方式
悬浮
悬浮
贴壁、结团
悬浮
贴壁、结团
细胞的剪切保护
较差
较高
稍底
较好
较高
较低
对细胞的检测和控制
直接
过程控制
容易
扩散限制
无
放大
容易
生产率
较底
下游处理
较难
二、动物细胞培养用生物反应器
（一）生物反应器的特点动物细胞生物反应器是动物细胞产品生产过程中把原料转化为产物的环节，是生化工艺过程的心脏。由于动物细胞与微生物细胞有很大的差异，对体外培养环境有严格的要求，如动物细胞没有细胞壁，非常脆弱，生长缓慢，对培养环境十分敏感。传统的微生物发酵用的反应器不能适用于动物细胞的大规模培养，因而对动物细胞培养用的反应器的设计和过程控制系统提出了特殊的要求。一般地说，一台生物反应器的设计必须满足如下要求。① 生物因素：必须有很好的生物相容性，能很好地模拟细胞在体内的生长环节。② 化学因素：必须提供足够的停留时间，完成所需要的转化度，符合过程反应动力学的要求。③ 传质因素：对非均相反应，反应过程往往可能被反应底物的扩散速率制约，而不是被反应动力学所控制，因此，必须满足物质传递的要求。④ 传热因素：有能力除去和加入反应过程的热量，无过热点。⑤ 安全因素：能有效地隔离有毒害的反应物和产物，有优良的防污染性能。⑥ 操作因素：便于操作和维修。
动物生物反应器
（2）目的基因的选择 选择目的基因的基本要求是，正常情况下浓度低、翻 译后修饰复杂、其它表达体系难以表达或表达量低、应用 前景广阔的蛋白基因。
（3）体外重组及检测
选择好目的基因和启动子调控元件后进行体外重组，构 建融合基因。并将构建的表达载体转染至动物乳腺细胞中表 达，提取细胞分泌蛋白，检测目的基因表达情况。
乳腺动物反应器建立的关键在于： 乳腺组织特异性表达载体构建的合理性和有效 性，这包括外源基因在活体动物组织中分泌表达，
表达是否具有组织特异性，表达水平及其蛋白是
否具有全部的生物学活性。
为解决这些问题，国外采用的的方法：
• 采用BLG、WAP、酪蛋白启动子及部分内含子等乳腺定位
表达调控元件进行乳腺特异性表达的调控。
转基因动物乳腺生物反应器是目前国际上唯一证明可以达到商
业化生产水平的生物反应器。
• 动物就像一个活的发酵罐，其温度、气体、水分
和PH值均由动物自身调控，所以常被喻为药物工 厂、生物反应器、基因农场或分子农场。 • 动物生物反应器优点： ① 表达产物能充分被修饰且具有稳定的生物活性。 ② 产品成本低。可无限繁殖，且饲养成本低，可 大规模生产。 ③ 产品质量高，易提纯。由动物生物反应器生产 的药品为纯的生物制品，避免了化学试剂及生物 毒素的污染，安全可靠。 ④ 生物反应器目的基因对动物内部组织器官的干 扰和影响不大，一旦获得有高效表达的祖代个体， 其遗传性即可保证维持生产的低成本。
蛋白质或多肽等药物己取得了一定进展。外源基因编码产物 可直接从血清中分离出来,血细胞组分可通过裂解细胞获得。
动物膀胱生物反应器
外源基因在膀胱中表达的转基因动物生物反应器 , 叫动物膀胱生物反应器。膀胱尿乳头顶端表面可表达一
组尿血小板溶素的膜蛋白,这种蛋白在膀胱中表达具有专一性, 而且它的基因是高度保守的,将外源基因插入5′端调控序列中, 就可以指导外源基因在尿中表达。
动物细胞生物反应器的种类和特点
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动物细胞生物反应器遇到的困难
动物细胞生物反应器遇到的困难篇一：动物细胞生物反应器在构建和运作过程中可能会遇到许多困难,具体可以参考下述示例:1. 细胞器构建过程中的困难:动物细胞生物反应器的构建需要涉及到许多细胞器和分子机制,包括细胞质骨架、内质网、高尔基体、线粒体等。
在构建过程中可能会遇到材料不足、技术难点、细胞培养失败等问题。
2. 细胞反应器运作过程中的困难:生物反应器的运作需要调节许多复杂的细胞机制,如细胞内信号通路、代谢途径等。
但是,这些机制可能会受到外界因素的影响,如药物、环境因素等,导致反应器无法正常运作。
3. 生物反应器与宿主生物的相互作用:生物反应器与宿主生物之间的相互作用也非常重要。
例如,某些生物反应器可能会影响到宿主生物的免疫系统,导致疾病发生。
另外,生物反应器所使用的材料和添加剂也可能会与宿主生物产生不良反应。
4. 新生物反应器技术的发展:随着新生物反应器技术的发展,我们已经能够构建出更为复杂的生物反应器,如人工神经网络、基因编辑生物反应器等。
但是这些技术仍然面临许多挑战,如材料制备、细胞培养、信号通路调节等。
动物细胞生物反应器在构建和运作过程中可能会遇到许多困难。
我们需要不断探索和创新,以便更好地利用动物细胞构建生物反应器,并为医学和生物学研究提供更多的帮助。
篇二：动物细胞生物反应器遇到的困难主要包括以下几个方面:1. 调节机制不够完善:与植物细胞相比,动物细胞生物反应器的调节机制相对不够完善,缺乏一些重要的信号通路和调节元件,导致反应速率和效率受到一定的影响。
2. 复杂的代谢过程:动物细胞的生物反应器涉及到许多复杂的代谢过程,如糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢等,这些过程需要调节大量的基因和蛋白质,而且它们之间相互交织,使得生物反应器的结构更加复杂。
3. 能量供应不足:生物反应器需要消耗大量的能量才能进行代谢反应,但是动物细胞的能量供应往往不足,导致生物反应器的效率下降。
4. 细胞质通道和转运机制不稳定:细胞质通道和转运机制是生物反应器中重要的组成部分,它们可以调节物质的进出,但是在某些情况下,这些机制可能不稳定,导致物质进出失衡,从而影响生物反应器的功能。
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动物乳腺生物反应器的现状和趋势学院：化工学院班级：生物2012姓名：韩沛志学号：120123302042动物乳腺生物反应器的现状和趋势韩沛志（辽宁科技大学化工学院生物工程，辽宁鞍山 114051）【摘要】动物乳腺生物反应器技术是转基因技术的应用，于上世纪80年代提出，其目的是利用动物乳腺产生目的蛋白。
利用该技术生产的蛋白具有低成本，高活性，易提取纯化的优点。
虽然该技术尚处于发展时期，但具有广阔的应用前景和巨大地商业潜力，是许多公司大力发展的对象。
文章综述了转基因动物乳腺生物反应器的原理、制备技术及应用、优点、国内外研究进展及存在问题，并对其发展方向进行了展望。
【关键词】转基因动物，乳腺，生物反应器乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，将外源基因导人动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺能够天然、高效合成并分泌蛋白质的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值的蛋白质的转基因动物的总称。
1987年美国科学家Gordon等人首次在小鼠的乳汁中表达出人的蛋白t—PA(组织型纤维蛋白溶酶原激活因子)，展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。
此后十多年的科学实践证明，动物乳腺有广泛表达外源基因的能力，可以生产各种蛋白质和多肽，从小分子肽到大分子蛋白质，从分泌型蛋白到内膜蛋白、多聚蛋白、二价抗体等。
显示动物乳腺是一种很好的生物反应器，在生产高附加值蛋白质方面有广泛用途。
现己成为生物技术研究的热点。
并向商业化阶段转变，显示了广阔的应用前景。
并且利用转基因动物乳腺生物反应器生产饮用奶，以期望获得既能满足蛋白质需要，又能增加抵抗力的品质全面的奶，为人类服务【1】。
1、乳腺反应器的原理乳腺生物反应器(Gland Bioreactor)技术是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体，制作转基因动物，指导外源基因在动物乳腺中特异性、高效率地表达，以期从转基因动物乳汁中源源不断地获得外源活性蛋白。
乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA 技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段的动物胚胎中．经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。
外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区【2】．即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列，这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下，使其在乳腺中表达再通过回收奶获得具有生物活性的目的蛋白。
它是一个专门化的分泌腺体，可以生产出具完全生物活性的药用重组蛋白质，其纯化简单，生产投资及成本相对较少，而且对环境不具污染性，也被称为“分子农场”。
2、动物乳腺生物反应器的主要研究内容2.1 乳腺特异表达载体的构建乳腺特异表达载体就是能够在动物的乳腺部位特异表达携带外源目的基因的DNA片段。
目前已克隆并用作构建载体的乳蛋白基因主要有-乳球蛋白（BLG）基因、s1-酪蛋白基因、酪蛋白基因、乳清酸蛋白（WAP）以及乳清蛋白基因。
乳腺特异表达载体的首先要具备乳腺特异的启动子，目前所熟知的乳腺特异启动子有Beta-乳球蛋白基因的启动子，αS1 /Beta 酪蛋白启动子( αS1 /Beta Casein，CA) ，乳清酸蛋白基因启动子，其中研究最多和效果较佳的是绵羊的BLG、牛的αS1CA、山羊的Beta-CA、小鼠的WAP 等基因的启动子．如果得用目的基因的DNA 序列而不是cDNA,表达效果可能会更好。
不翻译的外显子和内含子的掺入可能有利于转基因的表达【3】。
2. 2 乳腺生物反应器的基因介导方法【4】1)微注射法微注射法是指直接将裸露的线形DNA直接注射到胚胎原核中，使得目的DNA 整合到宿主基因组上。
这种方法基因整合效率低，在家畜中尤其如此，家兔和猪为5%～15%，山羊2%，绵羊1%～5%，而牛不超过0．5%，而且成本高;基因只能加入，不能剔除或原位修饰;整合是随机的，由于插人位点的关系，转基因的表达不确定;随机整合可能破坏重要的内源性DNA序列或激活细胞的致癌基因;产生的转基因动物常常是嵌合体，即并非所有细胞都整合有外源基因;以及不能在胚胎早期确定性别等。
2)精子载体法该方法实验的重复性很差，且DNA整合进基因组后，基因重排现象严重。
然而，最近有研究显示，通过体外受精或人工授精的方法，目的DNA与抗精子表面蛋白的抗体结合，能有效进入受精卵中，这个方法目前已经成功地生产出转基因小鼠与猪，外源基因以这种途径进入动物体内整合效率高，没有基因重排现象，能表达且能传递给子代．这种方法似乎又给精子作为载体的转基因方法带来的曙光。
3)逆转录病毒法将外源基因替换病毒基因组的gag，pol和env等基因，通过顺式元件的调控序列和感染成分重组病毒载体，然后注射到第二次减数分裂中期的卵母细胞，体外受精和筛选后，将胚胎移人假孕母体的子宫内，继续发育成转基因动物。
该方法整合稳定，拷贝数和插入位点相对固定，转基因效率高。
然而转录病毒载体容量有限，只能转移小于10kb片段的DNA，而且基因是随机插入的，由于多处整合而产生嵌合体;虽然设计时缺失复制功能序列，但复制大量载体所需的辅助病毒基因组也可能与目的基因一起整合到同一细胞核中，有可能产生辅助病毒株，从而产生生物安全性问题。
2．3 转基因动物模型的建立【5】表达产物是否有生物活性、对动物生长发育是否有副作用及其表达水平能否达到商业化生产的需求等，是衡量乳腺生物反应器是否成功的重要标准，因此需要动物模型来检测效果。
制作转基因动物模型时要考虑研究周期、可操作性、成功率、成本及风险等诸多因素，跟其他动物相比，小鼠是最理想的动物模型，它成本低、研究周期短、可操作性强，因此大部分研究者将小鼠作为动物实验模型。
1987年，Gordon等构建了由小鼠WAP基因启动区驱动的人组织纤溶酶原激活剂(t-PA)重组表达载体，首建乳腺生物反应器小鼠模型。
3、动物乳腺生物反应器的研究现状及进展国际上，动物乳腺生物反应器中某些产品的研发比较顺利，从1987年gordon 等人在转基因小鼠乳汁中表达出人的t—pa，之后的20年里，已有数百种产品在小鼠乳腺中获得了高效表达，数种重要医用产品已在大动物乳汁中被生产出来。
如上世纪90年代美英等国从转基因山羊获得的抗凝血酶Ⅲ【6】，从转基因绵羊得到的a—l一抗胰蛋白酶、人凝血因子Ⅸ，从转基因牛获得的乳白蛋白、乳铁蛋白，还有来自转基因兔的一葡萄糖苷酶等。
目前，全球有十几家公司在开展动物乳腺生物反应器的产业化开发。
比如英国的PPL公司、荷兰的Pharming以及美国最大的生物技术公司GenzymeTransgenics Corporation是三个比较出色的公司。
它们在很多药物开发，市场和产业化方面投入了大量资金，到目前，至少已有2种药物完成了临床试验，5种进入临床三期试验，37种进入了二期临床研究阶段。
现在，有十几个国家也在进行相应的工作，像美国、英国、荷兰、加拿大、法国等。
在我国，施履吉院士【7】早在2O世纪80年代初就提出乳腺生物反应器构想，并获得了表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔；20世纪90年代，国家“863”高技术计划将乳腺生物反应器的研究列入重点科研项目；1995年，我国首次在小鼠乳腺中成功地表达了人的基因；1996年，上海医学遗传研究所与复旦大学合作，成功培育出5只转基因羊，并在乳汁中提取出了具有生物活性的人凝血因子IX；“九五”期间，我国首次培育出了高水平表达的转基因绵羊；2001年，又成功获得了5只携带鸡法氏囊疫苗基因的羊，其表达水平基本达到了产业化生产标准； 2005年，国家“863”计划组利用转基因体细胞克隆技术，分别获得了转人乳铁蛋白、转人溶菌酶、转乳清白蛋白、转人岩藻糖转移酶等转入基因蛋白；其中“人乳铁蛋白”和“人一乳清白蛋白”是在国际上首次利用转基因克隆牛而获得。
现在，我国已有4种基因工程药物或疫苗在上海、长春、深圳等地生产并投放市场，另有十余种已进人中试阶段。
4、乳腺生物反应器的应用4.1 生产基因工程药物由于乳腺固有的优越性使之成为生产药用蛋白的工厂。
据美国红十字学会和美国遗传学会预测，到2010年所有基因工程药中，利用乳腺生物反应器和营养保健蛋白。
这些蛋白可为免疫系统功能不全的人和接受放、化疗的病人的辅助治疗提供优良制品。
目前通过转基因动物乳腺生物反应器生产的主要生物制品有人乳铁蛋白、人组织型纤溶酶原激活因子(http)、新生血管抑制因子、人血白蛋白等。
4.2 改变乳汁成分。
提高营养价值利用转基因动物乳腺生物反应器生产饮用乳品的目的是期望获得既能满足蛋白需要又能增加抵抗力的品质全面的奶，为人类服务。
如导人乳铁蛋白基因以提高乳铁蛋白含量，导人溶酶基因以降低乳中细菌的含量，导人乳糖酶基因降低乳中乳糖含量。
5、动物乳腺生物反应器的优点乳腺组织表达的重组蛋白与天然表达蛋白在结构、功能上极其相似甚至是相同。
动物乳腺生物反应器生产具有生物活性的多肽药物和具有特殊营养意义的蛋白质,已成为一个新兴的转基因制药业,它的优越性有如下几点。
5.1表达产物能充分修饰且具有稳定的生物活性利用DNA重组技术的微生物发酵工程来生产的药用蛋白,由于细菌等微生物不能进行蛋白质合成后的加工,因而生物活性低,需要对其进行复杂的加工才能获得有活性的目的蛋白；并且具有免疫原性,而利用转基因动物生产药用蛋白却免除这些问题。
5.2产品成本低,可以大规模生产据计算，与生物发酵技术相比，动物乳腺生物反应器生产成本只有其百分之一。
作为生物反应器的转基因动物可无限扩繁,且饲养成本低,可进行大规模的药物生产。
而动物细胞生物反应器,虽然能生产具有完全生物活性的产品,但以商业生产为目的的大规模的动物细胞培养,成本会极高且培养条件要求苛刻。
5.3产品质量高,易提纯。
由动物生物反应器生产的药品为纯的生物制品,避免了化学试剂及生物毒素的污染。
目前,某些药用蛋白生产已达每千克乳汁含几十克,生物活性与天然蛋白几乎完全一样。
乳汁中几乎不含有蛋白酶，如果在目的蛋白的N端或者C端加上His标签（不影响蛋白质的结构与功能），利用亲和层析树脂柱能够很方便将目的蛋白纯化出来【5】。
5.4易于扩群，进行规模化生产作为乳腺生物反应器的转基因动物可通过繁殖或克隆技术扩大群体规模以获得最大的经济价值【9】。
6、乳腺生物反应器存在的问题尽管转基因动物乳腺生物反应器技术已经取得了一定成果，展现的广阔的发展潜力和前景，但要广泛应用于生产实际还有诸多理论和技术上的问题需要解决。
6.1 外源基因在动物体内的整合位点问题由于人们尚未完全掌握乳蛋白基因的表达调控规律，目的基因的整合位点及整合详细机理，因此对于导人基因在动物体内的整合位点不能适宜选择，常出现遗传性状不稳定，甚至缺失等问题。
6.2 转基因表达产物的分离纯化问题表达的产物往往是理论含量高而纯化含量低，尽管比发酵工程的目的蛋白纯化要简单，要除去所有可能引起人类变态反应的蛋白和乳中的细菌、病毒等微生物，这些问题仍会给目的蛋白的纯化带来一定困难。