生物制药工艺技术基础1

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1、二、动物细胞工程制药技术基础（一）动物细胞的获得供生产生物技术药物的动物细胞有3类；1、原代细胞原代细胞是直接取自动物组织器官，经过分散、消化制得的细胞悬液。2、二倍体细胞系原代细胞经过传代、筛选、克隆，从而由多种细胞成分的组织中挑选强化具有一定特性的细胞株。其特点是：①染色体组织仍然是2n的模型；②具有明显贴壁依赖和接触抑制的特性：③具有有限的增殖能力，一般可连续传代培养50代；④无致癌性。二倍体细胞通常由胚胎组织中获取。3、转化细胞系这类细胞常常因染色体的断裂而变成异倍体，从而失去了正常细胞的特点，而获得无限繁殖的能力。

2、这种转化进程可以是自发的，也可以通过人为的方法进行的转化。另外，从动物肿瘤组织中建立的细胞系也是转化细胞，转化细胞具有无限生命力，倍增时间较短，培养条件要求较低，适于大规模生产培养。（二）动物细胞培养条件营养、pH及温度是细胞生长所要求的重要条件，培养细胞的最适温度为37℃±0.5℃，偏离此温度，细胞的正常生长及代谢将会受到影响。细胞培养的最适pH7.2～7.4间。细胞生长代谢离不开气体，培养瓶中的O2与CO2，是以保证细胞体内代谢活动的进行，但作为代谢产物CO2在培养环境中还有调节pH的作用，CO2培养箱可以维持一定比例的

3、CO2，使培养环境中的氢离子浓度保持恒定。在保证细胞渗透压的情况下，培养液里的成分要满足细胞进行代谢所需要的各种组成，如各种必需氨基酸和非必需氨基酸、维生素、碳水化合物及无机盐类等，只有满足了这些基本条件，细胞才能在体外正常存活、生长。另外，在单克隆抗体实验培养中加入一些饲养细胞，或在换液时留一些原培养液，也有利于细胞生长。各种合成培养基给细胞培养提供了方便，但单纯采用合成培养基，细胞还不能很好地增殖，甚至细胞不贴壁生长，因此使用时常要添加5％～10％小牛血清，对杂交瘤细胞的培养添加胎牛血清要达l0％～20％，其使用有几方面

4、：①提供细胞生长所需的条件生长因子和激素。②提供细胞贴壁所需的贴附因子和伸展因子；③提供识别金属、激素、维生素和脂类的结合蛋白；④提供细胞生长所需的脂肪酸和微量元素。为适应大规模细胞培养，发展高技术生物制品，近代还大力研究无血清培养基。无血清培养基具有以下优点：①提高了细胞培养的可重复性，避免了由于血清批之间差异的影响；②减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等微生物污染的危险；③供应充足、稳定；④细胞产品易于纯化；⑤避免了血清中某些因素对某些细胞的毒性；⑥减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰，便于实验结果的分析。无血清培养基

5、是以合成培养基为基础加入各种细胞生长所需的添加因子，有利于细胞生长的因子和微量元素等。（三）动物细胞大规模培养方法动物细胞培养的方法，一般可根据培养细胞的种类分为原代细胞培养和传代细胞培养；又可根据培养基的不同分为液体培养和固体培养；还可根据培养容器和方式的不同分为静止培养、旋转培养、搅拌培养、微载体培养、中空纤维培养、固定床或流化床培养等。但从生产实际看，动物细胞的大规模培养主要可分为悬浮培养、贴壁培养和贴壁－悬浮培养。1、悬浮培养顾名思义，所谓悬浮培养即让细胞自由地悬浮于培养基内生长增殖。它适用于一切种类的非贴壁依赖性细

6、胞（悬浮细胞），也适用于兼性贴壁细胞。该培养方法的优点是操作简便，培养条件比较均一，传质和传氧较好，容易扩大培养规模，在培养设各的设计和实际操作中可借鉴许多有关细菌发酵的经验。目前在生产中用于悬浮培养的设备主要是通气搅拌罐式生物反应器和气升式生物反应器。2、贴壁培养贴壁培养是必须让细胞附在某种基质上生长繁殖的培养方法：它适用于一切贴附依赖性细胞（贴壁细胞），也适用于兼性贴壁细胞。该方法优点是适用的细胞种类广（因为生产中所使用的细胞绝大多数是贴壁细胞），较容易采用灌流培养的方式使细胞达到高密度；不足之处是操作比较麻烦。需要合适

7、的贴附材料和足够的面积，培养条件不易均一，传质和传氧较差，这些不足常常成为扩大培养的“瓶颈”。被普遍采用的贴壁培养方法是固定床式生物反应器，但由于该反应器中传质和传氧常会出现梯度式不均一现象，故放大常受到限制。贴壁培养扩大培养时，常常需要用酶将其从基质上消化下来。它们的作用主要是使细胞间质和一些促进细胞贴附的蛋白因子水解，使细胞从基质分离成单个细胞。3、微载体培养微载体培养是使细胞贴附在微小颗粒载体上，它创造了相当大的贴附面积，供细胞贴附生长、增殖。载体体积很小，比重较轻，在轻度搅拌下即可使细胞自由悬浮于培养基内，充分发挥悬

8、浮培养的优点。理想的微载体需具备如下一些条件：①微载体表面性质与细胞有良好的相容性，适用细胞附着、伸展和增殖；②微载体的材料无毒性。不仅要求对细胞的生长无毒性，而且也不会产生影响产品和人体健康的有害因子；③微载体的材料是惰性的，不与培养基成分发生化学变化，也不会吸收培养基中的营养成分；④微