如何大规模培养动物细胞(上)
时间:2021-09-18 阅读:2905
分批式培养
延滞期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期。
分批培养的周期时间多在3-5d,细胞生长动力学表现为细胞先经历对数生长期(48-72h)细胞密度达到最高值后,由于营养物质耗竭或代谢毒副产物的累积,细胞生长进入衰退期进而死亡,表现出典型的生长周期。
收获产物通常是在细胞快要死亡前或已经死亡后进行。
图 01
BioCore QC台式细胞生物反应器
流加式培养
✦ 葡萄糖
葡萄糖是细胞的供能物质和主要的碳源物质,然而当其浓度较高时会产生大量的代谢产物乳酸,因而需要进行其浓度控制,以足够维持细胞生长而不至于产生大量的副产物的浓度为佳。
✦谷氨酰胺
谷氨酰胺是细胞的供能物质和主要的氮源物质,然而当其浓度较高时会产生大量的代谢产物氨,因而也需要进行其浓度控制,以足够维持细胞生长而不至于产生大量的副产物的浓度为佳;
大规模培养中细胞凋亡主要由于营养物质的耗竭或代谢产物的堆积引起,如谷氨酰胺的耗竭是最常见的凋亡原因,而且凋亡一旦发生,补加谷氨酰胺已不能逆转凋亡。
另外,动物细胞在无血清、无蛋白培养基中进行培养时,细胞变得更为脆弱,更容易发生凋亡。
✦氨基酸、维生素及其他
主要包括营养必需氨基酸、营养非必需氨基酸、一些特殊的氨基酸如羟脯氨酸、羧基谷氨酸和磷酸丝氨酸;此外还包括其他营养成分如胆碱、生长刺激因子。
添加的氨基酸形式多为左旋氨基酸,因而多以盐或前体的形式替代单分子氨基酸,或者添加四肽或短肽的形式。在进行添加时,不溶性氨基酸如胱氨酸、酪氨酸和色氨酸只在中性pH值部分溶解,可采用泥浆的形式进行脉冲式添加;
其他的可溶性氨基酸以溶液的形式用蠕动泵进行缓慢连续流加。
图 02
悬浮细胞生物反应器
半连续式培养
剩余的培养物可作为种子,继续培养,从而可维持反复培养,而无需反应器的清洗、消毒等一系列复杂的操作。在半连续式操作中由于细胞适应了生物反应器的培养环境和相当高的接种量,经过几次的稀释、换液培养过程,细胞密度常常会提高。
图 03
BioCore QF Pro不锈钢微生物发酵系统