植物细胞工程制药.. PPT
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《植物细胞工程》课件
05
CHAPTER
植物细胞工程的前景和挑战
植物细胞工程的发展前景
植物细胞工程在农业上的应用
01
通过植物细胞工程技术，可以改良作物的品质、抗逆性和产量
，提高农业生产的效益。
植物细胞工程在生态修复上的应用
02
利用植物细胞工程技术培育出具有较强抗逆性的植物，用于修
复受损的生态系统，提高生态系统的稳定性和可持续性。
近年来，随着基因工程和生物技术的不断发展，植物细胞工程在理论和
应用方面都取得了重要进展，成为现代农业生物技术的重要支柱之一。
植物细胞工程的应用领域
植物种质资源保护和利用
植物新品种培育
通过建立植物离体保存库，保存濒危、珍 稀植物种质资源，并实现种质资源的有效 利用。
利用植物细胞工程技术，通过基因工程和 突变体的筛选等方法，培育具有优良性状 的新品种。
有药用价值的次生代谢产物的生 产
通过植物细胞培养技术，实现有用次生代 谢产物的规模化生产。
植物脱病毒
利用植物细胞工程技术，通过离体培养获 得无病毒植株，提高植物的抗病性和产量 。
02
CHAPTER
植物细胞培养技术
植物细胞培养的基本原理
植物细胞培养的基本原理是建立在细胞 全能性的基础上，即离体的植物细胞能
植物细胞工程是植物生物技术的一个重要领域，具有广泛的应用前景和重要的经 济价值。
植物细胞工程的发展历程
01
起始阶段
植物细胞工程的起始可以追溯到20世纪初，当时科学家开始研究植物组
织培养技术。
02
发展阶段
20世纪70年代以后，随着植物细胞培养技术的不断完善和应用，植物
细胞工程得到了迅速发展。
03
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。
生物制药工程：第三章 植物细胞工程123节
二、营养成分
3、碳源
碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机酸，以糖 类物质最重要。糖类物质特点： ◆ 具有热易变的性质
◆ 利于吸收和利用 ◆ 使用浓度一般在2%—5% ◆ 提供能源和调节渗透压
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分
4、维生素类
◆ 以各种辅酶的形式存在 ◆ 参与多种代谢活动 ◆ 对生长，分化等有很好的促进作用 ◆ 主要分为脂溶性维生素和水溶性维生素 ◆ 常用维生素有VB1和VB6
光照
最常用的光周期是光照16h，黑暗8h
湿度
环
境
条 件
气体
一般情况下，培养器内相对湿度应达100%， 培养室内环境的相对湿度在70%—80%
氧气是愈伤组织生长所必需的
培养基的渗透压
调节渗透压常常从糖入手
pH值
植物组织培养时培养基的pH值大多在5.0—6.5
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分Байду номын сангаас
硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系 铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长 锰参与植物的光合、呼吸代谢 钼参与氮素的代谢 氯是光合作用水光解的活化剂 微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活 剂参与代谢的调节。
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种 ※微量营养元素：占干物质重量的0.1%以下
有的只含0.1mg/kg Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种
按照国际植物生理协会的建议： 所需浓度 > 0.5mmol/L的元素为大量元素 所需浓度 < 0.5mmol/L的元素为微量元素
3、碳源
碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机酸，以糖 类物质最重要。糖类物质特点： ◆ 具有热易变的性质
◆ 利于吸收和利用 ◆ 使用浓度一般在2%—5% ◆ 提供能源和调节渗透压
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分
4、维生素类
◆ 以各种辅酶的形式存在 ◆ 参与多种代谢活动 ◆ 对生长，分化等有很好的促进作用 ◆ 主要分为脂溶性维生素和水溶性维生素 ◆ 常用维生素有VB1和VB6
光照
最常用的光周期是光照16h，黑暗8h
湿度
环
境
条 件
气体
一般情况下，培养器内相对湿度应达100%， 培养室内环境的相对湿度在70%—80%
氧气是愈伤组织生长所必需的
培养基的渗透压
调节渗透压常常从糖入手
pH值
植物组织培养时培养基的pH值大多在5.0—6.5
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
二、营养成分Байду номын сангаас
硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系 铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长 锰参与植物的光合、呼吸代谢 钼参与氮素的代谢 氯是光合作用水光解的活化剂 微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活 剂参与代谢的调节。
第二节 植物细胞工程培养基及培养环境
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种 ※微量营养元素：占干物质重量的0.1%以下
有的只含0.1mg/kg Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种
按照国际植物生理协会的建议： 所需浓度 > 0.5mmol/L的元素为大量元素 所需浓度 < 0.5mmol/L的元素为微量元素
《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
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
植物细胞工程(中国药科大学生物工程所有)ppt课件
五、植物细胞培育基
常用培育基 MS、N6、B6、RM-1964、 KM-8p等。
MS培育基是目前运用最多最普遍的培育基。无机盐 的浓度较高，能保证组织培育生长所需的矿物营养 。
贮备液〔母液〕的配制
为什么要配制母液？ 1〕、方便 2〕、准确〔有些成分量太小〕
以MS培育基配制为例：
1、大量元素母液的配制 各成分按照表1培育基浓度含量扩展10倍，按顺序逐渐 混合。后用蒸馏水定容到1000ml的容量瓶中，即为10倍 的大量元素母液。倒入细口瓶，贴好标签保管于冰箱中。 配制培育基时，每配1L培育基取此液100ml。
留意：(1) 某些无机成分如Ca2+、SO42一、Mg 2十和 H2PO4一等在一同能够发生化学反响，产生沉淀物。为 防止此景象发生，母液配制时要用纯度高的重蒸馏水溶 解，药品采用等级较高的分析纯，各种化学药品必需先 以少量重蒸馏水使其充分溶解后才干混合，混合时应留 意先后顺序。特别应将Ca2+、SO42一、Mg 2十和H2PO4 一等离子错开混合，速度宜慢，边搅拌边混合。 (2)CaCl2·2H2O要在最后单独参与，在溶解 CaCl2·2H2O时，蒸馏水需加热沸腾，除去水中的CO2， 以防沉淀。另外，CaCl2·2H2O放入沸水中易沸腾，操 作时要防止其溢出。
大烧杯底的外外表不能沾水，否那么加热时烧杯容 易炸裂，使溶液外溢，呵斥烫伤。
5、混合 将融化的琼脂和母液充分混合，用蒸馏水定容到 1000ml，来回混合几次。
6、调pH 用滴管汲取物质的量浓度为1 mol/L的NaOH或HCl溶液， 逐滴滴入溶化的培育基中，边滴边搅拌，并随时用精 细的pH试纸(5.4～7.0)测培育基的pH，不断到培育基 的pH到达要求为止(在调制时要比目的pH值偏高0.2～ 0.5个单位，由于培育基在灭菌过程中由于糖等物质的 降解，pH值会下降0.2～0.5个单位左右)。
《植物细胞工程制药》PPT课件
Callus 11
➢ 毛状根(hairy root)：受到发 根农杆菌感染后形成的根组织， 易于培养，改变了植物的次生 代谢。
➢ 次生代谢产物：保持植物的抗 逆性，抗病性和抗虫性，及担 当信号分子。合成途径见表52
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毛状根
12
第二节 植物细胞的培养
➢ 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
21
植物培养物的生长取决于生长素和分裂素的比例：
高浓度生长素和低浓度分裂素——刺激细胞分裂 低浓度生长素和高浓度分裂素——刺激细胞生长 ➢ （三）诱导子(elicitor)：
刺激植物细胞合成防御性次生代谢产物的物质, 可以通过改变次生代谢途径中催化酶的酶活力,引 起代谢通量和反应速率的改变, 提高次生代谢产 物的产量。
已分化的细胞要表现全能性，首先要脱分化形成 分生细胞，然后再分化形成胚胎发育成植株
脱分化条件：创伤和外源激素。
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10
➢ 外植体(explant)：植物体上 取出的用于培养和分离细胞 的组织或器官
➢ 愈伤组织：植物的伤口或外 植体的伤口长出的细胞团， 既是组织，又是脱分化细胞
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30
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
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31
3.愈伤组织培养 ➢ 愈伤组织既是组织又是细胞，为脱分化细胞，具
再分化的能力，可用于次生代谢物的生产，也可 再生为植株。
➢ 即愈伤组织看护单细胞
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29
➢ （2）微室培养法：单细胞接种到小室里，密封 培养，观测单细胞的生长发育情况
细胞工程制药PPT课件
转化细胞系
转化细胞系：正常细胞经过某个转化过程，失去正常细胞的特点而获 得无限增殖能力的细胞系。
特征：原代细胞相比，其形态、染色体结构、倍增时间、营养要求、 生理生化特性、病毒敏感性、抗原性、上均发生了变化，并且具有致 癌性。
来源： 自然转化；人为转化；肿瘤组织
目前已经获得的确立细胞系有：
动物培养细胞的优点
（1） 细胞经培养后形成的细胞系和细胞株，特征均一。 （2） 理化环境可控制，培养物可直接被观测。 （3） 提供大量均一的细胞供制备用。 （4） 便于进行人工筛选。 （5） 结合显微电影技术，可观察细胞代谢活动和反应。
应用： （1）生产有重要价值的蛋白质产品
（2）培养皮肤细胞用于移植
易发生支原体污染
天然培养基的类型： [A]乳蛋白水解物培养基 [B]酪蛋白水解物培养基 [C]血清及胚胎浸出液培养基
合成培养基
合成培养基--是根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。如TC199、MEM、 RPMI-1640、 DMEM等。
优点--标准化生产，组分和含量相对固定，成本低。 缺点--缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。目前常用基本合成培养基＋血清来培养细
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传 物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制， 容易传代培养。
动物细胞培养技术流程
动
单
细
物 剪碎 个 加培养液 胞
组 织
动物细胞单层培养法
动物组织块经过胰蛋白酶消化分散成单细胞或 者细胞团块之后，粘附于培养基中，培养成新 生细胞单层的方法称为动物细胞单层培养法。
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内部搅拌循环式反应器
内部搅拌循环式反应器
外部泵循环式反应器
压缩空气循环式反应器
植物细胞生物反应器设计
二、各种生物反应器
• 1.机械搅拌式生物反应器 • 2.鼓泡塔生物反应器 • 3.气升式生物反应器 • 4.转鼓式生物反应器 • 5.固定化细胞生物反应器
三、各种生物反应器性能比较
• 不同类型的生物反应器各有其优缺点，而 改进的搅拌式生物反应器和气升式反应器 可能更适合植物细胞的培养。
• （2）搅拌频率：次级代谢产物的产率与搅 拌速度有关，搅拌速度不宜太快，也不宜 太慢。
• （3）培养容器的影响：培养容器的大小和 不同搅拌装置可影响次级代谢产物的产生。
• （4）光的影响：光照时间长短、光质和光 的强度对次级代谢产物的积累有影响。植 物激素和光照具有协同或对抗作用。
第六节 植物细胞生物反应器
植物细胞工程制药..
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
• 植物组织和器官培养 • 植物的分化 • 脱分化 • 再分化 • 植物无菌培养 • 细胞培养 • 分生组织培养
• 无性繁殖系 • 突变体 • 继代培养
第三节 植物细胞的形态及生理特性
• 一、形态 • 二、植物细胞的结构特征： • 由细胞壁和原生质体组成 • 具有细胞壁、液泡和质体 • 初生细胞壁和次生细胞壁
• （3）碳源：二氧化碳可诱导某些特征反应。 • 糖是使用最广泛、作用最强的碳源。 • 糖的作用：①延长稳定期；
②对内源性生长素合成得抑制；
③增强戊糖磷酸化途径有关酶 的活性。
• （4）植物生长调节剂
• 不同植物激素及其同组合形式可显著影 响代谢产物的产生。
• （5）O2和pH • 一般含5℅CO2的洁净空气和pH5-6最利于
养所占空间小 • 固化剂：琼脂、明胶、淀粉、硅胶等 • 培养控制：控温、控光、更换新鲜培养基
植物细胞大规模培养系统
• 1.成批培养法：气生式反应器是最适于植物 培养的反应器；两步培养法（及两个生物 反应器）
• 2.半连续培养法 • 3.连续培养法：二阶段连续培养法 • 4.固定化培养法：优点
第五节 影响植物次级代谢产物积累 的因素
• 三、植物细胞的主要生理活性物质及其化 学成分
• 1.生理活性物质：酶类；维生素；植物激素； 抗生素和植物杀菌素
• 2.其他成分：生物碱；糖苷类；挥发油；有 机酸
四、植物培养细胞的生理特性
第四节 植物细胞的培养方法
• 原生质体培养与单倍体培养 • 固体培养与液体培养 • 悬浮培养与固定化细胞培养 • 固体培养的优缺点：优点是简便易行、培
植物细胞生长。氢离子浓度直接影响次级 代谢产物的产生。
• （6）渗出物：次级代谢产物积累在水解酶 活性增加之前。
• 2.两步培养法 • 第一步：生长培养基适于细胞生长；
• 第二步：生产培养基适于次级代谢产物的 合成。
• 3.培养环境的外部因素 • （1）温度：培养物中次级代谢产物产生的
最佳温度为20-28℃。
• 一般来说，悬浮培养的细胞在干重不大于 20g/L时，以气升式反应器为宜，而当干重 超过20g/L时，则改进的搅拌式生物反应器 优于其它类型的反应器。
• 植物细胞易聚集化，比较脆弱，代谢途径 和代谢产物累积与细胞生长关系的复杂性， 选择合适的培养方法和反应器影响产物产 量。
• 细胞培养周期长，次生代谢产物含量相对 较低，提取困难，生物反应器技术还有待 深入。
• 一、分类：①摇瓶； ②搅拌型生物反应器；
③环流生物反应器和鼓泡塔生物 反应器。
摇瓶
• 生物条件 • 物理条件 • 化学条件 • 工业培养条件
• 一、外植体选择：同一化合物在不同外植 体的不同生长阶段积累
• 二、培养条件的影响 • 1.培养环境的内在因素 • （1）接种和诱导：外植体大小；细胞密度；
细胞生长率；营养成分；外植体前处理
• （2）基本培养基组成
磷：低磷有利于次级代谢产物积累，缺乏磷 导致生物量大幅降低。 氮：主要的氮源NO3-和NH4+ ；含氮化合物的 数量和种类对次级代谢产物的合成有很大影 响。细胞的生产能力取决于NH4+ 和NO3-之比。 铜：次级代谢产物积累的必要元素；可作为 非生物诱导子。