动植物细胞培养产酶

通气和搅拌
耗氧速率较慢，细胞比较大，较脆弱，对剪切力敏感，所以， 耗氧速率较慢，细胞比较大，较脆弱，对剪切力敏感，所以，通气 和搅拌不能太强烈。 和搅拌不能太强烈。
其他
光照：对一些植物酶有诱导作用或抑制作用。 光照：对一些植物酶有诱导作用或抑制作用。 刺激物：在酶合成时期，适当添加。 刺激物：在酶合成时期，适当添加。
（1）植物细胞培养特点 （2）植物细胞培养的工艺流程
1）提高产率 2）缩短周期 易于管理、 3）易于管理、减轻劳动强度 4）提高产品质量 外植体的选择和处理→愈伤组织Baidu Nhomakorabea诱导 愈伤组织的诱导→ 外植体的选择和处理 愈伤组织的诱导 5）其他 对剪切力敏感、生产周期长、 对剪切力敏感、生产周期长、生长 细胞的获取→细胞培养 分离纯化→产物 细胞培养→分离纯化 细胞的获取 细胞培养 分离纯化 产物 和代谢需要一定的光照 光照。 和代谢需要一定的光照。 外植体的选择与处理： 外植体的选择与处理： 选择外植体、切取片段、消毒处理。 选择外植体、切取片段、消毒处理。 机械捣碎发： 机械捣碎发：动作轻柔
直接分离法 愈伤组织诱导法 酶分解法：纤维素酶、果胶酶等 酶分解法：纤维素酶、 能迅速增殖、 能迅速增殖、无特定结构和功能的薄壁细胞团 原生质体再生
插入
植物愈伤组织
过滤、 过滤、离心分离
外植体
半固体培养基 培养 去除细胞壁后得到的微球体 25℃
灭菌、 灭菌、冷却 生长素、 生长素、分裂素 1 - 3周
动、植物细胞培养和微生物细胞培养比较
项目 大小（µm） 大小（ ） 悬浮生长 营养要求 生长速率 代谢调节 环境敏感 细胞分化 剪切力敏感 传统变异、 传统变异、筛选 细胞或产物浓度 微生物 1-10 可以 简单 快，0.5-5h 内部 动物细胞 10-100 大部分附着 非常复杂 慢，15-100h 内部、 内部、激素 植物细胞 20-300 可以， 可以，易成团 较复杂 慢，24-74h 内部、 内部、激素 能忍受广泛范围 有 高 有时使用 低
3、动物细胞培养的工艺条件及其控制
（1）动物细胞获取过程： ）动物细胞获取过程： 动物细胞 （2）动物细胞培养基的组成成分： ）动物细胞培养基的组成成分： 体细胞 杂交瘤细胞
培养过程
氨基酸、维生素、无机盐、葡萄糖、 氨基酸、维生素、无机盐、葡萄糖 激素、生长因子。 （3）动物细胞培养基条件： 、激素、生长因子。 ）动物细胞培养基条件： 肿瘤细胞 淋巴细胞
分离 纯化
3、动物细胞培养的工艺条件及其控制
（1）动物细胞获取过程： ）动物细胞获取过程： （2）动物细胞培养基的组成成分： ）动物细胞培养基的组成成分：
非常敏感（无细胞壁） 能忍受广范围 非常敏感（无细胞壁） 无 低 广泛使用 较高 有 非常高 不常使用 低
二、植物细胞培养产酶
1、从天然植物材料中直接提取 、 2、从大规模培养的植物细胞中提取 、
1、从现成植物材料中提取酶的一般步骤 、
取材→预处理 加提取液捣碎 离心或过滤除去固体物， 取材 预处理→加提取液捣碎 离心或过滤除去固体物， 预处理 加提取液捣碎→离心或过滤除去固体物 收集粗酶液→适当浓缩 纯化 收集粗酶液 适当浓缩→纯化 成品加工 适当浓缩 纯化→成品加工
动物
单克隆抗体 免疫调节剂
激素(hormone) 激素 酶(enzyme)
例：植物细胞培养获得的产物
名称 长春新碱 长春化碱 辅酶Q-10 辅酶 吗啡 当归根油 茉莉 春黄菊油 苦橙花油 可特因 价格（美元 ） 价格（美元/kg） 1000000 3500000 600 600 800 500-2000 500 1125 650 用途 抗肿瘤药物 抗肿瘤药物 强心碱 麻醉剂、镇痛剂 麻醉剂、 香料、中药 香料、 香料 香料、药物 香料、 香料 麻醉剂、 麻醉剂、镇痛剂
愈伤组织
分散、 分散、接种
3、植物细胞培养产酶的工艺特点
培养基 培养温度和pH 培养温度和
（1）植物细胞的生长和代谢需要大量无机盐； 植物细胞的生长和代谢需要大量无机盐； 植物细胞需要多种维生素和植物生长激素； （2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素； 植物细胞需求的氮源一般为无机氮源； （3）植物细胞需求的氮源一般为无机氮源； 植物细胞一般以蔗糖为碳源、浓度为2 5%。 （适宜温度在 ℃-25℃，酶合成温度因植物种类而异； 4）植物细胞一般以蔗糖为碳源、浓度为2-5%。 适宜温度在20℃ ℃ 酶合成温度因植物种类而异； 植物细胞培养要求稳定的pH，一般控制在 最好。 植物细胞培养要求稳定的 ，一般控制在pH5.8-6.1最好。 最好
激素
多肽生长因子
酶
单克隆抗体
各种单克隆抗体
干扰素、白细胞介素、 非抗体免疫调节剂 干扰素、白细胞介素、集落刺激因子等
1、动物细胞培养的特点
（1）主要用于功能蛋白质和多肽的生产 ） （2）生长较慢，15-100h ）生长较慢， （3）需要添加抗生素以防染菌 ）需要添加抗生素以防染菌 （4）无细胞壁，体积较大，对剪切力敏感，要求严格控制 ）无细胞壁，体积较大，对剪切力敏感， 培养条件如通风、搅拌、 、 培养条件如通风、搅拌、pH、渗透压等 锚地依赖性， （5）大部分动物细胞有锚地依赖性，需要贴壁培养 ）大部分动物细胞有锚地依赖性 （6）培养基成分复杂，分离纯化复杂，成本较高，多用于 ）培养基成分复杂，分离纯化复杂，成本较高， 高价值药物的生产 培养50代之后即会退化死亡 （7）原代细胞培养 代之后即会退化死亡，需要重新分离 ）原代细胞培养 代之后即会退化死亡， 细胞
第三章
动植物细胞培养产酶
第三章 动植物细胞培养产酶
主要内容 植物细胞培养产酶 动物细胞培养产酶 要求 了解动、植物细胞及其培养的特点； 了解动、植物细胞及其培养的特点； 熟悉动、 熟悉动、植物细胞培养的工艺条件及其控 制。
一、概述
1.什么是动、植物细胞培养？ 1.什么是动、植物细胞培养？ 什么是动
2、动物细胞培养方式 动物细胞培养方式
悬浮培养 血液、 血液、淋巴组织的细胞 贴壁培养 成纤维细胞型（fibroblast） 成纤维细胞型（fibroblast） 上皮细胞型(epithilium cell type) 上皮细胞型 游走细胞型(wondering cell type) 游走细胞型 多形性细胞型 (polymorphic cell type) 固定化细胞培养
动植物细胞在体外条件下的存活或生长。 动植物细胞在体外条件下的存活或生长。
2.如何获得动、植物细胞？ 2.如何获得动、植物细胞？ 如何获得动
离心分离、杂交瘤技术、胰蛋白酶消化处理。 动物细胞 ：离心分离、杂交瘤技术、胰蛋白酶消化处理。 植物细胞：机械捣碎或酶解、诱导愈伤组织、 植物细胞：机械捣碎或酶解、诱导愈伤组织、原生质体细胞 壁再生。 壁再生。 动物细胞 ：悬浮、贴壁和微载体 悬浮、 固体、液体浅层和液体悬浮培养。 植物细胞 ：固体、液体浅层和液体悬浮培养。 疫苗、激素、多肽药物、单克隆抗体、 动物细胞 ：疫苗、激素、多肽药物、单克隆抗体、酶、皮 肤等人体组织、器官等功能性蛋白质。 肤等人体组织、器官等功能性蛋白质。 色素、药物、香精、酶等次级代谢物。 植物细胞 ：色素、药物、香精、酶等次级代谢物。
2、植物细胞培养 、
在离体条件下， 在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体 培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞， 培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞， 通过继代培养使细胞增殖， 通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种 技术。 技术。
2、植物细胞培养
3.动、植物细胞培养方式？ 3.动 植物细胞培养方式？ 4.动 植物细胞培养目的？ 4.动、植物细胞培养目的？
例：动物细胞培养获得的产物
人 疫苗 (vaccine) 小儿麻痹症、风疹、脑炎、乙肝表面抗原、 小儿麻痹症、风疹、脑炎、乙肝表面抗原、 疱疹、狂犬、 疱疹、狂犬、某些癌症 牛病毒性腹泻、犬传染性肝炎、犬瘟病、 牛病毒性腹泻、犬传染性肝炎、犬瘟病、口 蹄疫、猪霍乱、 蹄疫、猪霍乱、草鱼出血病 ReoPro 、Rituxan 干扰素、白细胞活化因子、转移抑制因子、 干扰素、白细胞活化因子、转移抑制因子、 胸腺素 促滤泡激素、生长激素、促间质细胞激素、 促滤泡激素、生长激素、促间质细胞激素、 促黄体激素 尿激酶、胶原酶、纤维素蛋白酶激活剂、 尿激酶、胶原酶、纤维素蛋白酶激活剂、胃 蛋白酶、 蛋白酶、胰蛋白酶
细胞
（1）温度：一般控制在 ）温度：一般控制在36.5℃，允许温度波动范围在 ℃ 0.25℃之内。 ℃之内。 融合 蛋白酶消化 微碱性范围内， （2）pH值：一般控制在 ） 值 一般控制在pH7.0-7.6微碱性范围内，通常 微碱性范围内 杂交瘤细胞 的条件下生长最好。 在pH7.4的条件下生长最好。 的条件下生长最好 （3）渗透压：培养液中渗透压应当与细胞内的渗透压 ）渗透压： 分散 处于等渗状态，一般控制在700-850kPa范围内。 范围内。 处于等渗状态，一般控制在 范围内 （4）溶解氧：至关重要，供氧不足时，细胞生长受到 ）溶解氧：至关重要，供氧不足时， 抑制，供氧过量时，也会对细胞产生毒害。 抑制，供氧过量时，也会对细胞产生毒害。 培养
三、动物细胞培养产酶
1、从动物材料中直接提取 、 2、从大规模培养的动物细胞中提取 、
动物细胞培养生产的功能蛋白质
疫苗 脊髓灰质炎疫苗、牲畜口蹄疫苗、风诊疫苗、 脊髓灰质炎疫苗、牲畜口蹄疫苗、风诊疫苗、麻疹 疫苗、腮腺炎疫苗、黄热病疫苗、狂犬病疫苗、 疫苗、腮腺炎疫苗、黄热病疫苗、狂犬病疫苗、肝 炎疫苗等 催乳激素、生长激素、前列腺激素、促性腺激素、 催乳激素、生长激素、前列腺激素、促性腺激素、 淋巴细胞活素、红细胞生成素、促滤泡素、 淋巴细胞活素、红细胞生成素、促滤泡素、胰岛素 等 神经生长因子、成纤维细胞生长因子、血清扩展因 神经生长因子、成纤维细胞生长因子、 表皮生长因子、 子、表皮生长因子、纤维粘结素等 胶原酶、纤溶酶原活化剂、 胶原酶、纤溶酶原活化剂、尿激酶等