第七章生物反应器细胞培养

典型工业生物技术过程
细胞
酶
生物催化剂 （游离或固定化）
空气
检测控 制仪表
除 菌
产品提取纯化
生物反应器
副产品 产品
（灭菌）
废物
原材料
底物
营养物 培养基
经加工 原料
机械能 热能
核心技术？
第七章生物反应器细胞培养
思考题
1、 有几种植物细胞（组织）培养的类型与特点 2、简述植物体细胞杂交培养的过程 3、植物细胞培养与微生物的区别？ 4、常用的植物生物反应器有哪些？那种反应器更适合植物细
机械能 热能
核心技术？
第七章生物反应器细胞培养
第一篇 生物质原料处理设备
• 第一章 生物质原料预处理设备 • 第二章 生物细胞培养基制备设备 • 第三章 生物培养基灭菌设备 • 第四章 原料（物料）输送设备
第七章生物反应器细胞培养
第二篇 生物反应设备
第五章 生物反应器—通风搅拌发酵罐
第一节 发酵设备概述 第二节 通风发酵罐结构与工作原理 第三节 自吸式发酵罐结构与工作原理 第四节 气升式发酵罐(ALR)结构与工作原理
✓（1） 机械搅拌式反应器
尽管机械搅拌反应器已成功用于许多细胞的培养 中，反应器内的温度、pH、溶氧及营养物质浓度 较其他反应器更易控制等优点，但由于机械搅拌 造成的剪切力以对植物细胞造成较大的损伤，对 次级代谢产物的合成也会产生影响，同时会带来 染菌和机械上的问题，因此需筛选出抗剪切力的 细胞系，也可对反应器结构进行改造，尤其是搅 拌桨的结构和类型的改进，使其具有缓和、充分 的搅拌效果。 图示目前规模最大的植物细胞培养反应器装置
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第一节 植物细胞培养
植物细胞培养技术包括植物器官（根、枝叶、发根、胚和冠 瘿组织等）、组织、细胞以及原生质体培养，并以此发展起来 的各种植物细胞培养技术。
Gottleib Habe第r七la章n生d物t反应器细胞培养
1植物细胞（组织）培养--- (1)植物原生质体培养
一般采用植物的体细胞(二倍体细胞)， 先经纤维素酶处理去掉细 胞壁(原生质体)。 将原生质体放在合适的培养基上，经过诱导分化可以重新长成植 株。原生质体也可用于植物细胞融合， 然后诱导形成新的植株。
胞培养，具有什么优缺点？ 5、举例说明植物细胞培养的流程与应用 6、植物细胞培养工业化生产需解决的难题 7、有哪两种动物细胞培养方法？其特点？ 8、动物细胞培养可生产的生物制品？ 9、动物细胞培养生产生物制品工艺实例 10、动物细胞培养与植物细胞培养的特点有什么差异性 11 常用的动物生物反应器有哪些？ 12 常用的藻类生物反应器有哪些？
第六章厌氧（嫌气）发酵设备
第一节 酒精发酵设备 第二节 啤酒发酵设备 第三节连第续七章发生酵物反设应器备细胞培养
第二篇 生物反应设备
第五章 生物反应器—通风搅拌发酵罐
第六章厌氧（嫌气）发酵设备
第七章 生物反应器—细胞培养反应器
第一节 植物细胞反应器 第二节 Fra Baidu bibliotek物细胞反应器 第三节 微藻培养反应器
第七章生物反应器细胞培养
2植物细胞培养(plant cell culture)
• 植物细胞培养具有的优点：
（1）代谢产物的生产完全在人工控制条件下进行，可以通 过改变培养条件和选择优良培养体系得到超整株植物产量的 代谢产物； （2）培养在无菌条件下进行，可排除病菌和虫害侵扰； （3） 可以进行特定的生物转化反应； （4）可以探索新的合成路线和获得新的有用物质等。
优点： 混合性能好
缺点：剪切力大。
传氧效率高
操作弹性大
可用于细胞高密度培养；
第七章生物反应器细胞培养
Stirred Tank Bioreactors
2 植物细胞培养反应器
✓ 机械搅拌式反应器
第七章生物反应器细胞培养
机械搅拌通风式生物反应器
第七章生物反应器细胞培养
2 植物细胞培养反应器
✓ （2）非机械搅拌式反应器---气升式
第七章生物反应器细胞培养
原生质体培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
1植物细胞（组织）培养--- (3)植物体细 胞杂交
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(5)
植物A细胞
原生质体A
去壁
原生质体融合
植物B细胞
原生质体B
杂种植株
细胞分裂 第愈七章伤生物组反织应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
第一节 植物细胞（组织）培养反应器
➢ 1 植物细胞（组织）培养 ➢ 2植物细胞培养反应器 ➢ 3植物组织培养反应器
第七章生物反应器细胞培养
• 1902年德国植物学家Haberlandt在营养液中成功地培育了 单个植物细胞，尽管未能使其分裂生长，但为植物细胞培养翻开 了新的一页。 • Haberlandt提出植物细胞的“全能性”学说，植物细胞的全能性： 植物的体细胞具有母体植株全部遗传信息并发育成为完整个体的 潜力，因而每一个植物细胞可以像胚胎细胞那样，经离体培养再 生成植株。
第七章生物反应器细胞培养
目录
绪论 第一篇 生物质原料处理设备
第二篇 生物反应设备
第三篇 产物分离设备 第四篇 其他设备
第七章生物反应器细胞培养
典型工业生物技术过程
细胞
酶
生物催化剂 （游离或固定化）
空气
检测控 制仪表
除 菌
产品提取纯化
生物反应器
副产品 产品
（灭菌）
废物
原材料
底物
营养物 培养基
经加工 原料
非搅拌式反应器所产生的剪切力较小，结构简单。其主要类型 有鼓泡式反应器、气升式反应器等气体搅拌式反应器
第七章生物反应器细胞培养
2 植物细胞培养反应器
植物细胞培固 悬 养定 浮化 培细 养胞培养
机械搅拌反应器 悬浮培养反应器 组 非合 机式 械反 搅应 拌器 反应器
光生物反应器
填充床反应器 固定化细胞培养反 流应 化器 床反应器
第七章生物反应器细胞膜 培养 反应器
2 植物细胞培养反应器
➢ 悬浮培养生物反应器
融合体 再生壁
杂种细胞
第七章生物反应器细胞培养
第七章生物反应器细胞培养
2 植物细胞培养(plant cell culture)
• 植物细胞培养与微生物的区别：
细胞的大小—大 细胞块的形状—易成快 培养液的黏度需氧量 Kla 值比微生物培养的Kla值小得多 对剪切力敏感 需CO2和光照
第七章生物反应器细胞培养