植物细胞制药
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第4章 植物细胞工程制药
➢ （3）平板培养法：单细胞接种于固体培养基
上，获得单细胞形成的细胞系
➢ （4）条件培养法：接种于条件培养基上形成
的细胞系。条件培养基指培养过细胞的培养基 上清，有植物生长激素等残留，用于制备成固 体培养基。
2.单倍体细胞的培养（花药培养）：指将植物单 倍体细胞培养成单倍体植株或纯和二倍体植株
➢ 一般采取花药作为单倍体细胞的培养对象 ➢ 用花粉在固体培养基上培养
(3)丹参发根生物反应器大规模培养技术
➢ 丹参(Salvia miltiorrhiza) ：活血化淤,通经止痛. ➢ 丹参中含有二类活性成分: 脂溶性二萜醌类化合物和水溶性
酚酸类化合物.具有抑制血小板聚集、耐缺氧、改善冠状动脉 供血等药理作用,是治疗心血管系统疾病的重要药物。 ➢ 丹参有效成分在原植物根中含量低、生长周期长, 加之近年 产地环境污染和为防病虫喷施农药等原因, 便得原料药的供 应在数量和质量上都不能满足临床应用的需要。
➢ 植物细胞培养从植物组织培养而来，植物组织
培养主要用于形成组织和再生成植株
➢ 细胞培养主要生成次生代谢产物 ➢ 基本技术：
✓植物材料的准备 ✓培养基制备 ✓培养方法的选择
植物组织培养
1.理论基础 细胞的全能性
2.：基本原理：外植体脱分化愈伤组织再分化 胚状体
试管苗
（丛芽）
脱分化
再分化
外植体
愈伤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ织
2 植物细胞的生物学特性
➢ 细胞的全能性: 一个细胞所具有的产生完整生物个体的固
有能力。 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有
发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的 全能性。
细胞为什么会具有全能性呢？
生物体的每一个细胞追根溯源都是受精卵分裂、分化 而来的，含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育 成为完整个体所必需的全部基因。
上，获得单细胞形成的细胞系
➢ （4）条件培养法：接种于条件培养基上形成
的细胞系。条件培养基指培养过细胞的培养基 上清，有植物生长激素等残留，用于制备成固 体培养基。
2.单倍体细胞的培养（花药培养）：指将植物单 倍体细胞培养成单倍体植株或纯和二倍体植株
➢ 一般采取花药作为单倍体细胞的培养对象 ➢ 用花粉在固体培养基上培养
(3)丹参发根生物反应器大规模培养技术
➢ 丹参(Salvia miltiorrhiza) ：活血化淤,通经止痛. ➢ 丹参中含有二类活性成分: 脂溶性二萜醌类化合物和水溶性
酚酸类化合物.具有抑制血小板聚集、耐缺氧、改善冠状动脉 供血等药理作用,是治疗心血管系统疾病的重要药物。 ➢ 丹参有效成分在原植物根中含量低、生长周期长, 加之近年 产地环境污染和为防病虫喷施农药等原因, 便得原料药的供 应在数量和质量上都不能满足临床应用的需要。
➢ 植物细胞培养从植物组织培养而来，植物组织
培养主要用于形成组织和再生成植株
➢ 细胞培养主要生成次生代谢产物 ➢ 基本技术：
✓植物材料的准备 ✓培养基制备 ✓培养方法的选择
植物组织培养
1.理论基础 细胞的全能性
2.：基本原理：外植体脱分化愈伤组织再分化 胚状体
试管苗
（丛芽）
脱分化
再分化
外植体
愈伤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ织
2 植物细胞的生物学特性
➢ 细胞的全能性: 一个细胞所具有的产生完整生物个体的固
有能力。 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有
发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的 全能性。
细胞为什么会具有全能性呢？
生物体的每一个细胞追根溯源都是受精卵分裂、分化 而来的，含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育 成为完整个体所必需的全部基因。
植物细胞制药的研究进展
第 ｌ Ｏ卷第 ｌ ２期 ・ 总第 １ ０期 ４ ２ ０１ ２年 ６ 月 ・下 半 月 刊
◎ ＩＩＥＣ１ ＣＥＯＴＣＦ ＨＤＤＮＡＣ ＮＣＲＥ０育 ＥＩＮ ＮＡ ＳＮ Ｄ激 ＥＥＤ远Ｏ 哼ＭＩＵ Ｉ Ｍ为Ｓ 程Ｎ 蓬 Ａ
植物细胞制药 的研 究进展
赵玉平 杨 夏 高峰 丽
（ 内蒙 古 包 钢 医 院药 剂 科 ，包 头 ０ ４ １ ） １ ０ ０
关键词 ：植物细胞 ；制药 ；细胞培养 ；酶解技术
ｄ ｉ ０３６ ／ｉ ｎ１７ ・７ ９ ０２１ １ ｏ ：１ ． ９ ．ｓ ． ２２ ７ ． １ ． １６ ９ ｊｓ ６ ２ ２ 文章编号 ：１ ７ ．７ ９（ ０ ２）．２０ ６ —２ ６ ２２ ７ ２ １ １ ．１３０
植物细胞技术在 当今 的医药领域应用越 来越 广泛， 植物细 胞的大量培养 是利用 植物细胞体系通过现代生物 工程手 段进行 工业规 模生产 上人类 从植物中得到药物 已 有很长 的历史。随着 植物 细胞培养 、植物基因工程等生 物技术 的发展 ， 它被赋予了新 的内容和广 阔的发展前景 。 直接提 取有用化 合物 或者 以植物提 取物为底物合成其结 构类似物成 为人们 治疗疾病 重要方 法 。研 究植物次级代 谢，进 一步提高细胞培养过程 中细胞生长的速率及选育 出稳定高产的优 良细胞系，是提高植物细胞生产 目标化 合物 的效率的重要途 径 。植物细胞培养技术现 已发展成 为一门精细的实验科 学 ，在材料消毒、接种培养、继代 保 存、分离鉴定等方面 建立 了一套系 统的操作程序［， 】 】 在今后 的医药领域将有更广 阔的天地 。 １ 大规模植物 细胞培养生产药用成分 植物细胞的大量培养是利用植物细胞体系通过现代 生物工程手段进行工业规模生产 ，以获得各种产 品的一 门新兴 的跨学科技术 。首次提 出从植物细胞 培养物 中合 成天然药物的是 １５ ９ ６年美国的 Ｒ ｕｉ 和 Ｎｉ ｅ ，１６ ｏｔｒ ｅ ｃ ｌ ９７ ｋｌ 年 ＫａＩ和 Ｓａａ 采用 多升 发 酵罐 对 小 阿米 （ ｍｍｉ ｕ ｔ ｂ Ａ Ｖ ｓａ ａ ｉ ｇ ）进行 了细胞大量培养 的研 究，并首次用此方法 ｎ 得 到了药用成分呋喃色酮Ｌ。 ２ ｊ 细胞工程制 药是利用动植物 细胞 培养 生产人类 生理 活性 因子 、单克隆抗 体、动物疫苗和植物 药物等产 品Ｌ。 ３ Ｊ 植物 细胞 培养生产抗癌药物紫杉醇 ，紫杉醇 （ ｘ １ ｔ ｅ）是 ａ 种 用于卵巢癌、乳腺癌 、肺癌 的高效 、低毒 、广谱并且 作用机制 独特 的抗癌药物 ，被誉为 ２ ０世纪 ９ ０年代 国际 上抗肿瘤药三大成就之一 。但 自 １９ ９ ３年紫杉醇上市以 来 ，紫杉醇 的来源 问题成为世界性 的研究热 点。植物细 胞培养被公认为是生产紫杉醇一种长期有希望的方 法。 日本 曾从短叶红豆杉 ７川 ｊｒｖｆｌ ｕｔ Ｉ ｂｅｌ ｉ Ｎ ｔ和东北红豆杉 ｏａ
◎ ＩＩＥＣ１ ＣＥＯＴＣＦ ＨＤＤＮＡＣ ＮＣＲＥ０育 ＥＩＮ ＮＡ ＳＮ Ｄ激 ＥＥＤ远Ｏ 哼ＭＩＵ Ｉ Ｍ为Ｓ 程Ｎ 蓬 Ａ
植物细胞制药 的研 究进展
赵玉平 杨 夏 高峰 丽
（ 内蒙 古 包 钢 医 院药 剂 科 ，包 头 ０ ４ １ ） １ ０ ０
关键词 ：植物细胞 ；制药 ；细胞培养 ；酶解技术
ｄ ｉ ０３６ ／ｉ ｎ１７ ・７ ９ ０２１ １ ｏ ：１ ． ９ ．ｓ ． ２２ ７ ． １ ． １６ ９ ｊｓ ６ ２ ２ 文章编号 ：１ ７ ．７ ９（ ０ ２）．２０ ６ —２ ６ ２２ ７ ２ １ １ ．１３０
植物细胞技术在 当今 的医药领域应用越 来越 广泛， 植物细 胞的大量培养 是利用 植物细胞体系通过现代生物 工程手 段进行 工业规 模生产 上人类 从植物中得到药物 已 有很长 的历史。随着 植物 细胞培养 、植物基因工程等生 物技术 的发展 ， 它被赋予了新 的内容和广 阔的发展前景 。 直接提 取有用化 合物 或者 以植物提 取物为底物合成其结 构类似物成 为人们 治疗疾病 重要方 法 。研 究植物次级代 谢，进 一步提高细胞培养过程 中细胞生长的速率及选育 出稳定高产的优 良细胞系，是提高植物细胞生产 目标化 合物 的效率的重要途 径 。植物细胞培养技术现 已发展成 为一门精细的实验科 学 ，在材料消毒、接种培养、继代 保 存、分离鉴定等方面 建立 了一套系 统的操作程序［， 】 】 在今后 的医药领域将有更广 阔的天地 。 １ 大规模植物 细胞培养生产药用成分 植物细胞的大量培养是利用植物细胞体系通过现代 生物工程手段进行工业规模生产 ，以获得各种产 品的一 门新兴 的跨学科技术 。首次提 出从植物细胞 培养物 中合 成天然药物的是 １５ ９ ６年美国的 Ｒ ｕｉ 和 Ｎｉ ｅ ，１６ ｏｔｒ ｅ ｃ ｌ ９７ ｋｌ 年 ＫａＩ和 Ｓａａ 采用 多升 发 酵罐 对 小 阿米 （ ｍｍｉ ｕ ｔ ｂ Ａ Ｖ ｓａ ａ ｉ ｇ ）进行 了细胞大量培养 的研 究，并首次用此方法 ｎ 得 到了药用成分呋喃色酮Ｌ。 ２ ｊ 细胞工程制 药是利用动植物 细胞 培养 生产人类 生理 活性 因子 、单克隆抗 体、动物疫苗和植物 药物等产 品Ｌ。 ３ Ｊ 植物 细胞 培养生产抗癌药物紫杉醇 ，紫杉醇 （ ｘ １ ｔ ｅ）是 ａ 种 用于卵巢癌、乳腺癌 、肺癌 的高效 、低毒 、广谱并且 作用机制 独特 的抗癌药物 ，被誉为 ２ ０世纪 ９ ０年代 国际 上抗肿瘤药三大成就之一 。但 自 １９ ９ ３年紫杉醇上市以 来 ，紫杉醇 的来源 问题成为世界性 的研究热 点。植物细 胞培养被公认为是生产紫杉醇一种长期有希望的方 法。 日本 曾从短叶红豆杉 ７川 ｊｒｖｆｌ ｕｔ Ｉ ｂｅｌ ｉ Ｎ ｔ和东北红豆杉 ｏａ
植物细胞工程制药的工艺流程及关键步骤
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《植物细胞工程制药》课件
植物细胞大规模培养的工艺流程
细胞株筛选与保存
从植物中筛选具有药 用价值的细胞株，并 进行低温保存。
细胞培养基制备
根据细胞株生长需求 ，制备适宜的培养基 。
细胞接种与培养
将细胞接种到培养基 中，在适宜条件下进 行培养。
产物提取与纯化
收集培养过程中产生 的药物成分，并进行 提取和纯化。
质量控制与检测
对提取的药物成分进 行质量检测和控制， 确保符合标准。
03
植物细胞大规模培养技术
植物细胞大规模培养的必要性
01
02
03
药物生产
植物细胞大规模培养是生 产药物的重要手段，能够 实现药物的批量生产，降 低生产成本。
保护生态环境
通过植物细胞大规模培养 ，可以减少对野生植物资 源的依赖，保护生态环境 。
生物多样性保护
植物细胞大规模培养有助 于保存和繁殖珍稀、濒危 植物，维护生物多样性。
植物细胞培养的优缺点
植物细胞培养的优点包括
可以快速繁殖优良品种，提高育种效率；可以保存濒危植物资源，保护生态平衡 ；可以通过基因工程手段改良作物品种，提高农作物的产量和品质等。
植物细胞培养的缺点包括
技术难度较大，需要专业的技术人员操作；培养过程中需要消耗大量的营养物质 和能源；培养条件难以完全模拟自然环境，可能导致植株生长不良或变异等。
机遇
随着科技的不断进步，植 物细胞培养技术有望得到 优化，降低生产成本，提 高生物安全性。
研究方向
针对植物细胞培养技术进 行深入研究，探索降低成 本、提高生物安全性的方 法。
植物细胞工程制药的研究方向
研究方向一
研究植物细胞培养的最佳条件， 提高细胞生长和代谢水平。
研究方向二
植物工程制药PPT课件
在组织培养中，先由外植体增值产生，在 一定条件下，对它进行一段时间培养。 或 者说是在植物受伤后或在植物组织培养过 程中形成的一种未分化的薄：离体的植物
器官、组织或细胞，在
培养一段时间以后，通 过细胞分裂，形成一种 排列疏松无规则、高度 液泡化、无定形态的薄
壁细胞组成的组织。
第四章 植物细胞工程制药
植物细胞工程:以植物细胞为基本单位,应用 细胞生物学,分子生物学等理论和技术，在离 体条件下进行培养，繁殖或人为的精细操作， 使细胞的某些生物学的特性按人们的意思发 生改变,从而改良品种,制造新品种,加速繁育 植物个体或获得有用物质的一门科学或技术.
高等植物次级代谢产物极其丰富多样， 除药用之外，许多次级代谢产物还是食品、 化工和农业化学的重要原料。
植物生长缓慢，受气候影响，即使是大 规模的人工栽培仍然不能满足需要。
一方面通过化学合成的方法来生产， 另一方面通过植物细胞培养方法来生产。 目前成功培养的药用植物细胞：人参、 长春花、紫草、甘草等。
内 容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 基本概念 植物细胞的形态和生理特性 植物细胞培养的基本技术 影响植物次级代谢产物累积的因素 植物细胞培养的生物反应器 进展与展望 植物细胞制药实例
胡萝卜的愈伤组织
5、次级代谢和次级代谢物：它是相对于初 级代谢物而言，一般指对生物体没有明确 的生理功能，是生命的多余成分。次级代 谢物多是生物药物。
理论与技术基础：植物细胞全能性、微生物液体深层发酵 系统、遗传工程。
所有技术的建立都是基于一个基本的程 序：首先在完整的植株求取所需的植物组织， 进行植物外植体的培养，或诱导愈伤组织进 行脱分化的培养，建立稳定高产的细胞株系， 然后在此基础上进行原生质体培养、液体悬 浮培养或深层的大规模细胞培养。
《植物细胞工程制药》课件
02 03
生物制品的安全性和有效性
植物细胞工程制药技术可以确保生物制品的安全性和有效性，通过检测 和鉴定生物制品的成分、纯度、稳定性等方面，确保生物制品的质量和 可靠性。
生物制品的生产效率
植物细胞工程制药技术可以提高生物制品的产量和生产效率，降低生产 成本，为生物制品的生产提供更加经济和可持续的解决方案。
大规模培养技术还有助于解决 植物资源短缺和生态环境保护 等问题，促进可持续发展。
植物细胞大规模培养的方法和技术
01
02
03
悬浮培养
将植物细胞接种在液体培 养基中，通过搅拌或充气 等方式使细胞悬浮在培养 基中生长。
固定化培养
将植物细胞固定在载体上 ，然后将其放入培养基中 进行培养。这种方法有利 于细胞生长和产物积累。
通过酶解将植物组织或细胞分散为单个细胞 ，再进行培养。
组织培养
将植物组织或器官进行培养，可再生为完整 植株。
悬浮细胞培养
将单个细胞悬浮在液体培养基中进行培养， 可实现大规模培养。
微繁殖
利用植物细胞培养技术快速繁殖珍稀、濒危 植物。
植物细胞培养的工艺流程和关键技术参数
工艺流程
细胞选择、酶解分散、细胞悬浮、细胞增殖、诱导分化、植株再生。
植物细胞工程制药在其他领域的应用
食品工业
植物细胞工程制药技术可以用于生产具有特定功能的食品添加剂 、功能性食品等，提高食品的营养价值和保健功能。
环境保护
植物细胞工程制药技术可以用于治理环境污染，通过植物细胞对有 毒有害物质的吸收和降解，实现环境净化。
农业领域
植物细胞工程制药技术可以用于改良农作物品种，提高农作物的抗 逆性和产量，促进农业可持续发展。
04
植物细胞工程制药讲义
大规模培养可能会产生一定的环境负担，需要进一步研究和评估。
04
植物细胞工程制药的挑战与解决方案
技术挑战
细胞培养技术
如何建立高效、稳定的细胞培养 体系，提高细胞生长和产物表达
水平。
基因工程技术
如何利用基因工程技术改良植物细 胞，提高目标产物的产量和纯度。
分离纯化技术
如何优化分离纯化工艺，降低副产 物和杂质的含量，提高目标产物的 纯度。
生产效率高
大规模培养可以快速获得大量细胞和 产物。
植物细胞大规模培养的优缺点
• 安全性高：在封闭的生物反应器中进行培养，可以减少污 染和交叉感染的风险。
植物细胞大规模培养的优缺点
技术难度大
植物细胞大规模培养需要较高的技术水平和经验。
成本较高
需要投入大量的资金和人力进行技术研发和设备购置。
对环境的影响尚不明确
植物细胞工程制药讲义
• 植物细胞工程制药概述 • 植物细胞培养技术 • 植物细胞大规模培养技术 • 植物细胞工程制药的挑战与解决方案 • 植物细胞工程制药的未来展望
01
植物细胞工程制药概述
植物细胞工程制药的定义
植物细胞工程制药是指利用植物细胞 工程技术，通过工业化生产流程，提 取或合成具有药理活性的化合物，并 经过加工制成药物的过程。
01
植物细胞大规模培养是生产药物的重要手段，可以满足市场需
求，降低生产成本。
生物多样性保护
02
通过植物细胞大规模培养，可以保护濒危植物物种，维护生物
多样性。
农业可持续发展
03
植物细胞大规模培养有助于提高农业生产效率，促进农业可持
续发展。
植物细胞大规模培养的工艺流程
01
动物及植物细胞制药
植物细胞制药的生产流程
基因工程
将目的基因导入植物细胞或组织中，构建 稳定遗传的转基因植物。
提取与纯化
从植物细胞或组织中提取目的药物蛋白， 并进行纯化处理，去除杂质。
培养与表达
通过培养技术，使植物细胞或组织表达目 的药物蛋白。
制剂与质量控制
将目的药物蛋白制剂为药物成品，并进行 质量控制，确保药物安全性和有效性。
伦理挑战与解决方案
伦理问题
动物及植物细胞制药的伦理问题主要涉及生命伦理、 人权伦理以及生态伦理等方面。
解决方案
建立完善的伦理审查机制，加强伦理教育，提高公众 的伦理意识，确保研究符合伦理道德规范。同时，应 注重保护动物和植物的权益，避免对生态环境造成不 良影响。
05
展望未来
动物及植物细胞制药的发展前景
药物提取与纯化
从培养的细胞中提取和纯化目标药 物，进行质量控制和活性检测。
动物细胞制药的优缺点
优点
动物细胞制药可以生产具有复杂结构和功能的药物，如蛋白 质、抗体等；生产过程较为稳定，可以规模化生产；同时， 动物细胞制药还可以模拟人体内环境，使药物更具人体适应 性。
缺点
动物细胞制药的生产成本较高，需要大量的资金投入；同时 ，生产过程中涉及的生物安全和质量控制问题也需要严格把 关。
生物医药领域的新机遇
随着生物技术的迅速发展，动物及植物细胞制药作为新兴领域， 为生物医药领域带来了新的发展机遇。
满足临床需求
动物及植物细胞制药能够生产出许多难以通过传统方法获得的药 物，可以满足临床对某些特殊药物的需求。
拓展药物可及性
通过技术创新和规模化生产，动物及植物细胞制药有助于降低药 物成本，拓展药物可及性，造福更多患者。
第5章 植物细胞工程制药
植物细胞培养技术
第一节 概述
一、基本概念 二、植物细胞培养的发展简史 三、植物细胞培养的应用
植物细胞培养技术
一、基本概念
植物细胞工程 以植物细胞为基本单位，应用细胞生物学 、分子生物学等理论和技术，在离体条件 下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使 细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生 改变，从而改良品种、制造新品种、加速 繁育植物个体或获得有用物质的一门科学 或技术。
二、植物细胞的营养成分及其培养基 常用的培养基 MS、LS、B5、NT、KM-8P、N6
三、植物细胞培养的类型
培养对象：原生质体和单细胞培养 培养基类型：固体和液体培养 培养方式：悬浮细胞培养和固定化细胞培养
1.植物细胞悬浮培养技术 成批培养法
将培养基一次性加入反应器中，接种、培养一定时 间后收获细胞的操作方式。 最适于植物细胞培养的是气升式反应器。 两步培养法
植物细胞培养技术 三、细胞后含物和生理活性物质 • 生物活性物质
酶类 维生素 植物激素 植物杀菌素
植物细胞培养技术 四、植物细胞培养的特性
植物细胞较大，有纤维素细胞壁，细胞耐拉不 耐扭，抗剪切力差 生长速度缓慢，易被污染，需用抗生素 细胞生长的中期及对数期，多以非均相集合体 的细胞团形式存在，悬浮培养较难 培养时需供氧，培养液粘度大，不能耐受强力 通风和搅拌
三、两相法培养
定义：加入固相或疏水液相，形成两相培养系 统，从而达到收集分泌物的目的
出发点：在细胞外创造一个次级代谢产物的储 存单元。
优点：
v 减轻产物本身对细胞代谢的抑制作用； v 保护产物免受培养基中催化酶或酸对产物的影 响； v 简化了下游处理过程，降低生产成本
两相培养系统满足的条件：
固相或液相对细胞无毒害，不影响细胞生长 和产物合成 产物易被固相吸附或有机相溶解 两相易分离 固相不能吸附培养基中的添加成分
动物及植物细胞制药
3、植物细胞培养流程
C —愈伤组织 S —悬浮培养细胞
工业化生产的植物细胞培养产物
名称
价格/（USD/kg）
用途
名称
价格/（USD/kg）
用途
长春新碱
≤1000000
抗肿瘤药物
紫草宁
4000
消炎、抗菌、染料
长春花碱
≤3500000
抗肿瘤药物
苦橙花油
1125
香料
保加利亚玫瑰油
2000～3000
茎尖分生组织培养
原生质体培养
愈伤组织培养
悬浮细胞培养
器官培养
根据培养的植物的材料不同，分为：
固体培养
液体静态
悬浮培养
深层大罐发酵
液体连续培养
细胞固定化培养等
1、植物组织培养技术
植物细胞培养可生产一些微生物所不能合成的 特有代谢产物，如生物碱类、色素、类黄酮和花色苷、苯酚、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。
（2）流加式培养 （3）半连续式培养 （4）连续式培养
指先将一定量的培养液装入反应器，在适宜的条件下接种细胞，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加入反应器内进行培养，一方面新鲜培养液不断加入反应器，另一方面又将反应液连续不断的取出，使反应条件处于一种恒定状态。
在分批培养的基础上，将分批培养的培养液部分取出，并重新补充加入等量的新鲜培养基，从而使反应器内培养液的总体积保持不变。
6、动物细胞大规模培养的工艺
”
收集细胞并离心
再接种，扩大培养
植物细胞工程制药-2
• 1、植物细胞和器官培养物的生物转化。 • 2、利用固定化细胞培养进行生物转化。 • 3、基因工程方法在生物转化中的应用。 • 4、利用植物酶进行生物转化。
第六节、植物细胞工程的应用
（一）植物细胞生产 如国内对人参细胞进行培养，其规模已经达到2M3、 日产人参湿细胞10kg，将人参湿细胞收集、冻干、 得到活性人参细胞粉，用于保健食品和药品。
2、转基因植物活性成分和活性成分生产 农杆菌载体
5、植物生物转化技术
生物转化（biotransformation，bioconversion），也 称生物催化（biocatalysis），是指利用生物离体培 养细胞或器官及细胞器等对外源化合物进行结构修 饰而获得有价值产物的生理生化反应。
• 作为生物催化剂，植物细胞培养具有下列优点： ①可在实验室中生长，重现性良好。 ②细胞可以无限生长，培养物可以大量积累，从 而源源不断的提供生物材料。 ③生长循环周期短，利于试验进行。 因此，人们把植物细胞培养当作微生物一样有用 的工具用于生物转化。
4、西洋参细胞工业化大量培养
6、细胞收集以及干燥
• 每批细胞培养30天后，离心或者过滤法收 集细胞，用去离子水洗涤2—3次，洗涤后 抽干，然后于30-40℃低温下真空干燥，即 得三七培养细胞成品。
（二）西洋参细胞培养工艺
1、西洋参细胞种质选择与处理 2、愈伤组织诱导 3、西洋参细胞悬浮培养 4、西洋参细胞工业化大量培养 5、细胞收获与干燥
NH4NO3 KNO3 CaCl2-2H2O MgSO3-7H2O KH2PO4 H3BO3 MnSO4-4H2O CoCl2-6H2O CuSO4-5H2O ZnSO4-7H2O Na2MoO4-2H2O KI FeSO4-7H2O Na2EDTA-2H2O VB1 VB6 烟酸 肌醇 甘氨酸 蔗糖 PH=
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二、培养基及其组成
1、无机盐
2、碳源
3、植物生长调节剂
植物激素是指植物代谢过程中形成的生长调节 物质，在极低浓度时即能调节植物的生长和发 育过程，并能从合成部位转运到作用部位而发
挥作用。植物激素只限于天然产生的调节物质。
已发现植物组织中可以形成5种植物激素，即
生长素、分裂素（6-FA)、赤霉素、脱落酸和
二阶段连续培养法
连续培养时间长，细胞的生产能力要比成批培养 法高； 细胞生产缓慢，培养时间长，要维持系统的无菌 状态，技术条件要求较为苛刻。
因此，设计出二阶段连续培养法：第一罐中投入 适于细胞增长的培养基并连续加入该培养基；
第二罐中投入适于产生次级代谢产物产生的培养 基。两罐之间通过管道连接，第一罐中培养液不 断流入第二罐，同时第二罐培养液不断放出，可 大大提高细胞生长速度。
（4）植物生长调节剂
由于材料生理状态的差异，其作用也有很大的不同。
（5）氧气和酸度
氧气，悬浮细胞和固定化细胞供氧方式有所不同，前
者可采用通气和搅拌，转速过快会导致细胞破裂，后
者只能采用通气方式。
酸度，有利于细胞培养的酸度在 5-6 之间，培养基在 细胞生长过程中会变酸或变碱。
裂加速；增加细胞的细胞质部分
2、加速期（acceleration phase）
细胞最大生长期和最大细胞浓度，最佳DNA浓度和蛋 白质累积率，持续时间3~4代，其特征为常数：干重 增加：细胞数、DNA和蛋白质浓度 减少：有丝分
裂活性、RNA含量和蛋白质合成能力
3、对数期（log phase）
介于最大生长率和蛋白质合成完全停止期之间，
第六章 植物细胞工程制药
植物组织细胞培养优点: 1.化合物的产量比之能从天然植物分离的要高; 2.加入适当的前体能生物合成具有更好药理性 质的类似物; 3.能够获得通常在植物中含量极低的有重要药 理作用的化合物; 4.能将容易得到的天然产物经生物转换成更有 价值的药物; 5.能开发出含固相植物细胞或固相植物酶的生 物反应器。
其特征为蛋白质合成能力减退；
4、稳定期（stationary phase）
细胞数稳定，其特征为细胞高液泡化、极度脆
弱、高度分化，有机化合物的浓度高。
植物培养细胞的生理特性：
1.植物培养细胞重量的增加主要取决于对 数期，而次级代谢产物的积累则主要在稳 定期完成。 2.纤维素细胞壁使得其外骨架相当脆弱， 表现为抗张力强度大，抗剪切能力小。 3.植物细胞培养基粘度比较高，且随培养 时间的延长，细胞数量呈指数上升。 4.很少以单一细胞悬浮生长，多以非均相 集合体的细胞团形式存在
乙烯。
吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)
4、有机氮源
使用较多的有机氮源为蛋白质水解产物（如谷
氨酰胺）或各种氨基酸。有机氮源对细胞的早
期生长有利，
5、维生素
植物细胞大规模培养系统 1、成批培养法
2、半连续培养法 3、连续培养法
5、外植体
外植体（explant）是指用于植物组织（细胞）
培养的器官或组织（的切段），植物的各部位 如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花 药和花粉等均可作为外植体进lag phase）
细胞分裂的初始期和最大生长期之间，其持续时间取 决于培养前的条件、时期和培养基性质，其特征是细 胞数量、干重近乎恒定，细胞壁厚度达最大；高RNA 含量；高蛋白质合成能力；高聚核糖体含量；有丝分