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1、大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介From:科茲莫生物Time:2009-7-3123:02:53FontSize:LMS大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)介通過大規(guī)模體外培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)哺乳類動(dòng)物細(xì)胞是生產(chǎn)生物制品的有效方法。上世紀(jì)60-70年代,就已創(chuàng)立了可用于大規(guī)模培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的微載體培養(yǎng)系統(tǒng)和中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。近十?dāng)?shù)年來,由于人類對(duì)生長(zhǎng)激素、干擾素、單克隆抗體、疫苗及白細(xì)胞介素等生物制品的需求猛增,以傳統(tǒng)的生物化學(xué)技術(shù)從動(dòng)物組織獲取生物制品已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這一需求。隨著細(xì)胞培養(yǎng)的原理與方法日臻完善,動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)趨
2、于成熟。所謂動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)(large-scaleculturetechnology)是指在人工條件下(設(shè)定ph、溫度、溶氧等),在細(xì)胞培養(yǎng)工廠(CosmoCat.No.1101-400or1101-800)或生物反應(yīng)器(bioreactor)中高密度大量培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞用于生產(chǎn)生物制品的技術(shù)。目前可大規(guī)模培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞有雞胚、豬腎、猴腎、地鼠腎等多種原代細(xì)胞及人二倍體細(xì)胞、cho(中華倉(cāng)鼠卵巢)細(xì)胞、BHK-21(倉(cāng)鼠腎細(xì)胞)、Vero細(xì)胞(非洲綠猴腎傳代細(xì)胞,是貼壁依賴的成纖維細(xì)胞)等,并已成功
3、生產(chǎn)了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、紅細(xì)胞生成素、單克隆抗體等產(chǎn)品。在過去幾十年來,該技術(shù)經(jīng)有了很大發(fā)展,從使用轉(zhuǎn)瓶(rollerbottle)、CellCube等貼壁細(xì)胞培養(yǎng),發(fā)展為一次性細(xì)胞培養(yǎng)工廠(MadebyCosmo)或生物反應(yīng)器(Bioreactor)進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)。第一代細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)核心問題是難以產(chǎn)業(yè)化或者說是規(guī)模化生產(chǎn):一是在工藝生產(chǎn)時(shí)不能大規(guī)模制備產(chǎn)品;二是非批量生產(chǎn)容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的不均一性;三是難以對(duì)同批生產(chǎn)進(jìn)行生產(chǎn)和質(zhì)量控制。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,迫切
4、需要大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng),特別是培養(yǎng)表達(dá)特異性蛋白的哺乳動(dòng)物細(xì)胞,以便獲得大量有用的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物。采用玻璃瓶靜置或旋轉(zhuǎn)瓶的培養(yǎng)方法,已不能滿足所需細(xì)胞數(shù)量及其分泌產(chǎn)物。因而必須為工業(yè)化生產(chǎn)開創(chuàng)一種新的技術(shù)方法。自70年代以來,細(xì)胞培養(yǎng)用生物反應(yīng)器有很大的發(fā)展,種類越來越多,規(guī)模越來越大,較常見的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器有空氣提升反應(yīng)器,中空纖維管反應(yīng)器,無泡攪拌反應(yīng)器及籃式生物反應(yīng)器等。八十年代以來,人們逐漸開始以生物反應(yīng)器培養(yǎng)代替鼠腹水的方法獲得單克隆抗體。動(dòng)物細(xì)胞是一種無細(xì)胞壁的真核細(xì)胞,生長(zhǎng)緩慢,對(duì)培養(yǎng)環(huán)境
5、十分敏感。采用傳統(tǒng)的生物化工技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞大量培養(yǎng),除了要滿足培養(yǎng)過程必需的營(yíng)養(yǎng)要求外,有必要建立合理的控制模型,進(jìn)行pH和溶氧(DO)的最佳控制。細(xì)胞生物反應(yīng)器可通過微機(jī)有序地定量地控制加入動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐內(nèi)的空氣、氧氣、氮?dú)夂投趸妓姆N氣體的流量,使其保持最佳的比例來控制細(xì)胞培養(yǎng)液中的pH值和溶氧水平,使系統(tǒng)始終處于最佳狀態(tài),以滿足動(dòng)物細(xì)胞的生長(zhǎng)對(duì)pH值和溶解氧的需要。如為提高或達(dá)到一定的溶氧水平可改變通入培養(yǎng)罐內(nèi)氣體中氧氣和氮?dú)獾谋壤齺韺?shí)現(xiàn)控制DO值的目的。采用二氧化碳/碳酸氫鈉(CO2/NaH
6、CO3)緩沖液系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液的pH值是一種較好的方法。現(xiàn)在,由于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在規(guī)模和可靠性方面都不斷發(fā)展,且從中得到的蛋白質(zhì)也被證明是安全有效的,因此人們對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的態(tài)度已經(jīng)發(fā)生了改變。許多人用和獸用的重要蛋白質(zhì)藥物和疫苗,尤其是那些相對(duì)較大、較復(fù)雜或糖基化(glycosylated)的蛋白質(zhì)來說,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是首選的生產(chǎn)方式。60年代初,英國(guó)AVRI研究所在貼壁細(xì)胞系BHK21中將口蹄疫病毒培養(yǎng)成功后,從最初的200ml和800ml玻璃容器開始,很快就放大到30L和100L不銹鋼罐的培養(yǎng)規(guī)模
7、。使用的是基于Eagle's配方的培養(yǎng)基,補(bǔ)充5%成年牛血清和蛋白胨。1967年以后,Wellcome(現(xiàn)為Cooper動(dòng)物保?。┘瘓F(tuán)分布于歐洲、非洲和南美洲8個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)廠商,應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)口蹄疫疫苗和獸用狂犬疫苗,已掌握了5000L的細(xì)胞locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(Wuzhensaid
8、informationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame罐大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)。目前已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的產(chǎn)品有:口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗、牛白血病病毒疫苗、脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗、乙型肝炎疫苗、皰瘡病毒疫苗、巨細(xì)胞病毒疫苗、α及β干擾素、血纖維蛋白溶酶原激活劑、凝血因子Ⅷ和Ⅸ、促紅細(xì)胞素、松弛素、生長(zhǎng)激素、蛋白C、免疫球蛋白、尿激酶、激肽釋放酶及200種單克隆抗體等。其