第十二动物细胞的大规模培养技术
动物细胞大规模培养技术
•动物细胞大规模培养技术
(三) 培养基与细胞系
• 动物细胞培养基是细胞赖以生长、增殖的重 要因素。天然培养基、合成培养基后，无血清 培养基开发成为当今细胞领域的一大课题。
• 无血清培养基的优势在于避免血清的批次、质 量、成分等对细胞造成的污染、毒性和不利于 产品纯化等不良影响。
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•动物细胞大规模培养技术
1悬浮培养技术
基本操作 (1)将动物培养材料分散成细胞悬浮液\ 过滤、离心、纯化、漂洗后接种到有适 宜培养液的培养系统中。传代时按比例 稀释即可继续培养。
•动物细胞大规模培养技术
•动物细胞大规模培养技术
• 对贴壁性•细2微胞载，最体初培采养用技在术培养液中加
人一定数量的小滚瓶，增加细胞生长的 贴壁面积。此方法构造简单，成本低， 重复性好，放大过程可依靠滚瓶数量的 增加。但产率低，劳动强度大，占空间 大。微载体系统培养贴壁细胞，一定程 度上改变了以上这些不足。微载体是直 径60—250um的微珠。
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• 采用胶原酶消化比胰蛋白酶-EDTA法可获 得更完整的细胞膜和更高的细胞活性。 胶原酶专一性好，不损伤细胞膜，效果 较好。
•动物细胞大规模培养技术
(6)分离细胞：
• 对于回收率要求不高的细胞种类，分组 沉降简单易行。
• 脱离微载体的培养液放入细长容器，于上清液 中分离收集细胞，400r／min，2min离心加速 微载体沉淀。
• 1.病毒疫苗 • 2.非抗体免疫调节剂 • 3.多肽生长因子 • 4.酶类 • 5.激素 • 6.肿瘤特异性抗原 • 7.单克隆抗体 • 8.病毒杀虫剂
•动物细胞大规模培养技术
动物细胞大规模培养的方法
动物细胞大规模培养的方法《动物细胞大规模培养的方法》一、综述动物细胞在医学、生物制药和科学研究中发挥着重要作用，但其大规模培养至今仍是一个挑战。
近年来，随着生物技术的发展，细胞可以通过人工方法大规模培植，从而获得较高纯度的大规模细胞所需要的成本降低，从而实现药物研发、检测疾病等基础研究的进一步深入和拓展。
本文就大规模培养动物细胞的方法进行综述。
二、培养基1.细胞培养基细胞培养基是支持细胞增殖和生长所必需的基础，可以提供必要的营养和生长因子。
常见的细胞培养基有Eagle's minimal essential medium（E的最小必需培养基）、RPMI-1640培养基、DMEM-F12-K Medium （F-12）、MCDB-153培养基等。
2.表面活性剂表面活性剂是指在水溶液（或其他溶剂）中构成有机分子表面的有机化合物，有良好的乳化和表面活性，能有效地改善细胞在培养基和细胞外液中的分布和添加，可以改善细胞的生长和健康状态。
三、培养方法1.平板培养法平板培养是一种简单的培养方法，它是将细胞悬浮液分散均匀的滴在平面上，使细胞生长形成单层。
平板培养的优点是简单易行和细胞分散均匀，但缺点是细胞的生长速度较慢。
2.悬浮培养悬浮培养是利用细胞的自我复制和细胞的浮力来保持细胞在溶液中的悬浮状态，悬浮培养有利于细胞的大量增殖，并且因为总容积的增加，细胞的吸收和新陈代谢作用也能够得到很好地利用。
3.体外培养体外培养是指把细胞从原位割取，将其培养在人工条件下的培养基中，以促进其增殖、发育和分化。
体外培养的优点是可以满足细胞增殖和要求，但缺点是需要大量的实验空间和费用，而且容易受到室温和湿度等条件的影响。
四、细胞增殖1.细胞再分化细胞再分化是指在细胞培养基中添加适当的分化因子来实现细胞功能的再分化，以达到大规模细胞增殖的目的。
常见的分化因子包括细胞因子、生长因子、激素和其他物质，如蛋白质、碳水化合物等，这些物质都能够影响细胞的增殖和发育。
大规模培养细胞技术
[9]张立,严春,范卫民,等.Vero细胞的微载体培养——放大过程中的接种工艺[J].华东理工大学学报,1998,24:659~663
[10]Zhang L,Zhang Y,Yan C,et al.The culture of chicken embryo fibroblast cells on microcarriers to produce infectious bursal disease virus[J].App Biochem Biotechnol,1997,62:291~30
2.1.3
巨载体培养，是相对微载体和细胞而言的。在这种培养方式中，细胞虽然也像微载体一样贴附于固定的表面生长，但巨载体在生物反应器中是固定的，不因为搅拌而跟随培养液一起运动。
2.2悬浮培养
细胞悬浮培养是指在反应器中自有悬浮生长的过程。悬浮培养系统主要用于非贴壁依赖性细胞的培养。杂交瘤细胞的悬浮培养是研究得最广泛和透彻的动物细胞培养过程，培养规模最大，操作最成熟。近年来，随着无血清培养技术的发展，越来越多的贴壁依赖性细胞被驯化适合于无血清悬浮培养，例如重组CHO细胞和BHK细胞的大规模悬浮培养都获得了成功[11]。
大规模
摘要：细胞培养工作始于20世纪初，现已广泛应用于生物学、医学各个领域，成为细胞与组织研究的重要技术之一。近年来，随着基因工程和细胞工程技术的不断发展，动物细胞培养已成为大规模生产一系列有商品价值的生物制品的重要宿主，当前人们已经能够生产多种单克隆抗体、激素、细胞因子、病毒疫苗和具有特殊功能的效应细胞等。但是，实验室采用的细胞培养技术获得的细胞量有限，不能满足生产的需求，必修改用超产培养技术方法方可获得大量细胞，目前这种技术种类繁多，归纳起来有三大类：①贴壁培养法；②悬浮培养法；③固定化培养法。细胞体外培养技术的不断发展和完善，为组织和器官培养以及现代生物技术前沿的转基因动物技术、克隆技术、干细胞定向分化、体外受精、性别控制等一系列技术的发展奠定了基础。
生物反应器动物细胞大规模培养概述
生物反应器动物细胞大规模培养概述近十数年来，由于人类对生长激素、干扰素、单克隆抗体、疫苗及白细胞介素等生物制品的需求猛增，以传统的生物化学技术从动物组织获取生物制品已远远不能满足这一需求。
随着生物制品的需求猛增，迫切需要大规模的细胞培养，特别是培养表达特异性蛋白的哺乳动物细胞，以便获得大量有用的细胞表达产物。
采用玻璃瓶静置或转瓶的培养方法，已不能满足所需细胞数量及其分泌产物。
因而必须为工业化生产开创一种新的技术方法。
通过动物细胞大规模培养技术培养哺乳类动物细胞是生产生物制品的有效方法。
所谓动物细胞大规模培养技术是指在人工条件下（设定pH、温度、溶氧等），在细胞生物反应器（Bioreactor）中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。
上世纪60-70年代，就已创立了可用于大规模培养动物细胞的微载体培养系统和中空纤维细胞培养技术。
自70年代以来，细胞培养用生物反应器有了很大的发展，种类越来越多，规模越来越大，较常见的细胞培养生物反应器有空气提升反应器，中空纤维管反应器，无泡搅拌反应器及篮式生物反应器等。
八十年代以来，人们逐渐开始以生物反应器培养代替鼠腹水的方法获得单克隆抗体。
1983年，英国Wellcome公司就已能够利用动物细胞进行大规模培养生产口蹄疫疫苗。
美国Genentech公司应用SV40为载体，将乙型肝炎病毒表面抗原基因插入哺乳动物细胞内进行高效表达，已生产出乙型肝炎疫苗。
英国Wellcome公司采用8000L Namalwa细胞生产α干扰素。
英国Celltech公司用气升式生物反应器生α、β和γ干扰素；用无血清培养液在10000L气升式生物反应器中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体。
美国Endotronic公司用中空纤维生物反应器大规模培养动物细胞生产出免疫球蛋白G、A、M和尿激酶、人生长激素等。
目前可利用生物反应器大规模培养的动物细胞有：鸡胚、猪肾、猴肾、地鼠肾等多种原代细胞及人二倍体细胞、cho（中华仓鼠卵巢）细胞、BHK-21(仓鼠肾细胞)、Vero细胞(非洲绿猴肾传代细胞，是贴壁依赖的成纤维细胞)等。
动物细胞的大规模培养
第二章 动物细胞培养第五节 动物细胞大规模培养动物细胞培养的培养方法不仅仅只有我们前面介绍的几种培养方法，对于药物、疫苗等生物制品的生产，就要通过细胞大规模培养来实现。
细胞的大规模培养与实验室规模的细胞培养不同，我们在实验室细胞培养中很多不会考虑的因素，如葡萄糖的浓度、谷氨酰胺的浓度、通气等，大规模培养中都必需要考虑。
而且，我们可以通过工艺优化，选择合适的细胞培养模式和过程控制策略，调控细胞代谢、提高培养细胞的密度和产物的表达水平，最终提高生产效率和经济效益。
动物细胞大规模培养的主要影响因素包括：第一，谷氨酰胺，在细胞的合成代谢中，谷氨酰胺可转化为α-酮戊二酸，作为合成核酸的中间产物；也可以转化为其他氨基酸和天冬氨酸，参与蛋白质的合成；还可以彻底分解成水和CO2，产生能量（图1）。
图1 谷氨酰胺的代谢第二，氨，氨是细胞培养过程中主要代谢副产物，对细胞的生长不利，要尽量减少氨的产生，当氨浓度大于4 mmol/L时将抑制细胞的正常生长。
第三，葡萄糖，通过糖酵解途径产生乳酸，乳酸是细胞培养的副产物，可抑制谷氨酰胺酶的活性，对细胞培养不利。
葡萄糖还可通过磷酸戊糖途径转化为磷酸核糖，用于核酸的合成。
葡萄糖还可以通过三羧酸循环彻底氧化分解成水和CO2，产生大量的ATP。
在低葡萄糖浓度下，更多葡萄糖地进入三羧酸循环进行完全氧化（图2）。
图2 葡萄糖的代谢第四，溶氧，溶氧的最适水平强烈地依赖于细胞株的类型和空气饱和度，不同细胞株的需求不一样。
第五，pH值。
在反应器中进行细胞大规模细胞培养时，不能像细菌或酵母发酵那样，直接用酸或碱来调pH值。
通常，我们通常用四种气体（空气、氧气、氮气、二氧化碳）来调节pH值（图3）。
根据这个反应式，CO2溶于水中，会生产碳酸，碳酸解离出H离子和碳酸氢根离子。
当培养液中pH偏低时，若培养液中的溶氧值已达到设定值，则可通入氮气，降低CO2分压；若溶氧值低于设定值，又有两种情况，当细胞密度较低时，可通入空气；当细胞密度较高时，则可通入纯氧。
动物细胞大规模培养技术
大规模培育技术应用简介通过大规模体外培育技术培育哺乳类动物细胞是生产生物制品的有效方法。
20 世界 60-70年月，就已创立了可用于大规模培育动物细胞的微载体培育系统和中空纤维细胞培育技术。
近十数年来，由于人类对生长激素、干扰素、单克隆抗体、疫苗及白细胞介素等生物制品的需求猛增，以传统的生物化学技术从动物组织猎取生物制品已远远不能满足这一需求。
随着细胞培育的原理与方法日臻完善，动物细胞大规模培育技术趋于成熟。
所谓动物细胞大规模培育技术〔large-scale culture technology〕是指在人工条件下〔设定ph、温度、溶氧等〕，在细胞生物反响器〔bioreactor〕中高密度大量培育动物细胞用于生产生物制品的技术。
目前可大规模培育的动物细胞有鸡胚、猪肾、猴肾、地鼠肾等多种原代细胞及人二倍体细胞、cho〔中华仓鼠卵巢〕细胞、BHK-21(仓鼠肾细胞)、Vero 细胞(非洲绿猴肾传代细胞，是贴壁依靠的成纤维细胞)等，并已成功生产了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、红细胞生成素、单克隆抗体等产品。
在过去几十年来，该技术经有了很大进展，从使用转瓶(roller bottle) 、CellCube 等贴壁细胞培育，进展为生物反响器〔Bioreactor〕进展大规模细胞培育。
第一代细胞培育技术核心问题是难以产业化或者说是规模化生产：一是在工艺生产时不能大规模制备产品；二是非批量生产简洁导致产品质量的不均一性；三是难以对同批生产进展生产和质量控制。
随着生物技术的进展，迫切需要大规模的细胞培育，特别是培育表达特异性蛋白的哺乳动物细胞，以便获得大量有用的细胞表达产物。
承受玻璃瓶静置或旋转瓶的培育方法，已不能满足所需细胞数量及其分泌产物。
因而必需为工业化生产开创一种的技术方法。
自 70 年月以来，细胞培育用生物反响器有很大的进展，种类越来越多，规模越来越大，较常见的细胞培育生物反响器有空气提升反响器，中空纤维管反响器，无泡搅拌反响器及篮式生物反响器等。
动物细胞大规模培养技术
一、前言动物细胞培养开始于本世纪初1962年，动物细胞培养规模开始扩大，发展至今已成为生物、医学研究和应用中广泛采用的技术方法，利用动物细胞培养生产具有重要医用价值的酶、生长因子、疫苗和单抗等，动物细胞培养已成为医药生物高技术产业的重要部分。
利用动物细胞培养技术生产的生物制品已占世界生物高技术产品市场份额的50%。
动物细胞大规模培养技术是生物技术制药中非常重要的环节。
目前，动物细胞有悬浮培养和贴壁培养.技术水平的提高主要集中在培养规模的进一步扩大、优化细胞培养环境、改变细胞特性、提高产品的产率与保证其质量上。
二、动物细胞的特点及生长特性动物细胞虽可像微生物细胞一样，在人工控制条件的生物反应器中进行大规模培养，但其细胞结构和培养特性与微生物细胞相比，有显著差别：①动物细胞比微生物细胞大得多，无细胞壁，机械强度低，对剪切力敏感，适应环境能力差；②倍增时间长，生长缓慢，易受微生物污染，培养时须用抗生素；③培养过程需氧量少(氧传质系数KLa 大于10 h-1即可满足每毫升107个细胞的生长)；④培养过程中细胞相互粘连以集群形式存在；⑤原代培养细胞一般繁殖50 代即退化死亡；⑥代谢产物具有生物活性，生产成本高，但附加值也高。
三、动物细胞的固定化培养技术1、固定化培养方法在动物细胞培养中，培养细胞的目的不仅仅要求催化活细胞培养中，培养细胞的目的不仅仅要求催化活力，更重要的是利用细胞来合成和分泌蛋白，因此如何保持细胞的活性显得尤为重要。
由于动物细胞的极度敏感性，上述这些固定化方法会对动物细胞产生毒性，另外多糖(如卡拉胶等) 由于具有很高的离子强度也会对细胞产生毒害，故在动物细胞培养中要考虑使用较温和的固定化方法，如吸附、包埋、中空纤维或胶囊化。
（1）吸附①多孔陶瓷美国某公司开发了一种完全自动化的细胞培养系统，该系统的核心是陶质矩形蜂窝状生物反应器。
反应器构型是一圆筒内装置有许多陶质矩形通道的蜂窝状圆柱体，可提供4. 25 m2 的生长表面积，既可用于培养悬浮生长的细胞，又可用于培养贴壁依赖性细胞。
动物细胞大规模培养方法分析
科技论坛动物细胞大规模培养方法分析吴旭国（哈尔滨三木制药厂，黑龙江五常150232）摘要：动物细胞大规模培养方法已经广泛应用于生产各种生物制品，也广泛应用于各种兽用疫苗的生产。
动物细胞大规模培养技术是生物技术制药中非常重要的环节。
目前,动物细胞有悬浮培养和贴壁培养，技术水平的提高主要集中在培养规模的进一步扩大、优化细胞培养环境、改变细胞特性、提高产品的产率与保证其质量。
针对贴壁培养、悬浮培养和固定化培养等三种培养方法进行概述。
关键词：动物细胞；细胞培养；方法分析1细胞生长的基质依赖性1.1细胞对基质的依赖性根据细胞的生长特性和对基质的依赖性，可分为贴壁依赖性细胞和非贴壁依赖性细胞。
贴壁依赖性细胞的生长需要适量带电荷的固体或半固体支持表面，细胞自身分泌或人为在培养基中加入贴附因子，使细胞依附在支持物表面、才能生长和增殖，大多数动物细胞都属于此类，包括非淋巴组织细胞和许多异倍体细胞。
接触抑制性是当细胞长满整个培养表面后，就不再生长了，但仍然能存活一段时间。
非贴壁依赖性细胞的生长不依赖于固体支持物表面，可在培养液中悬浮生长，所以也被称为悬浮细胞。
血液、淋巴细胞、肿瘤细胞(包括杂交瘤细胞)和某些转化细胞属于此类。
有些细胞对固体支持物的依赖性不严格，可以贴壁生长，但在一定条件下，也可以悬浮生长。
1.2生长基质贴附细胞生长需要一个支持介质，培养器皿表面的材质不适合，因此人们采用在培养液中添加或在器皿表面覆盖生长基质，帮助细胞的贴附和生长。
把改变生长表面特性，促进细胞贴附的物质称为生长基质。
生长基质一般为胞外基质成分，主要介绍多聚赖氨酸、纤维连接蛋白、胶原、层黏蛋白、韧黏素等。
多聚赖氨酸是合成的赖氨酸多聚体，分子量为7-30ku的多聚赖氨酸可作为细胞生长基质。
纤维连接蛋白是细胞表面与血清浆中的大蛋白分子，具有维持细胞结构、促进贴附功能。
层黏蛋白为胞外基质中分子量900ku的非胶原性糖蛋白，影响细胞的贴附和运动，调节细胞生长和分化。
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第十二动物细胞的大规模培养技术大规模培养哺乳类细胞是生产许多临床和医学上重要生物制品的一种有效的方法，这些生物制品包括疫苗、干扰素、激素、生长因子和单克隆抗体等，推动了生物学和医学的发展，给医学卫生事业带来了巨大的社会效益和经济效益。
基因工程技术、细胞工程技术，以及新的细胞大规模繁殖培养系统的发展，是构成上述成就的主要原因。
然而，体外大规模繁殖真核细胞要比原核细胞困难得多，如细菌、酵母菌和霉菌的细胞壁厚，能耐受搅拌，不易破碎，营养要求低，生长条件易于控制，增殖周期短，产品的产量也高，目前国外已用20万L发酵罐进行生产。
而真核细胞膜薄而娇嫩、易碎，对营养要求高，大多数细胞必须贴壁附着生长，更重要的是真核细胞具有原核细胞所没有的功能，能对其分泌产物进行修饰，例如二硫键的形成、糖甲酰化等，使产物具有完整的生物学功能，另外原核细胞经基因工程技术所合成的生物制品，不是分泌型的而是同细胞相结合的，需要破碎细胞，释出产物，再经浓缩、纯化；因后加工过程复杂，而使产品的得率受到损失。
利用真核细胞，可以不断合成和分泌，不断收获，后加工过程也相对简单，而且细胞往往可以重复利用。
因此，利用培养的动物细胞生产的生物制品，仍有很高的市场价值。
实验室常规培养动物细胞的方法是用人工合成培养液加上一定量的小牛血清，将细胞放在不同的容器中进行培养，如微孔板、培养皿以及各种培养瓶等。
一船培养容器的体积很小，最大培养体积为1—2L。
用这种方法培养的细胞所分泌的产物是有限的，无法满足实验研究和应用研究的需要。
利用小鼠腹水法繁殖杂交瘤细胞生产各种单克隆抗体；虽然能获得较高浓度的单克隆抗体，一般每只小鼠腹水单克隆抗体浓度在10mg／m1左右，但不易控制动物的批间差异和非特异的小鼠免疫球蛋白，以及潜在感染因子的污染。
单克隆抗体纯度差，分离纯化难度大，成本不低，又不宜用于人体内的诊断和治疗。
因此，不可能作为大规模生产单克隆抗体的主要方法。
应用细胞工程技术，建立大规模细胞培养系统生产各种生物活性物质，是一种比较经济可靠的技术。
据不完全统计，全世界现有一万多个实验室，400多家工厂从事生物技术产品的研制。
近几年来，已研制了几种具有很大前途的技术。
具有代表性的有气升式深层培养系统、微载体培养系统、微囊培养系统、大载体培养系统以及中空纤维培养系统。
上述五种培养系统均能生产不同的生物制品，它们具有不同的技术特点，但仍需不断完善。
中空纤维培养系统和大载体培养系统较为先进，用途更广，似乎更有发展前途。
一、大规模细胞体外培养系统的基本要（一）新型培养系统的设备现有的常规搅拌式发酵罐不能满足现代生物技术在体外大规模培养动物细胞的技术和经济要求，必须加以改造，以达到模拟动物体内细胞高密度的生长环境，扩大体外培养细胞的表面积和增加细胞密度同体内细胞一样生长。
无菌操作安全可靠、保温和气体交换系统优良，可靠的泡沫控制和适于大批量的混合装置，能保证pH值之稳定；抗泡沫剂、氧气和温度等监测并使其尽快地达到均一。
清洗方法简便快速，监视控制自动化，制造用料合适；方法合理，成本低；体积要小而使用方便，并适于多种产物的使用；便于扩大生产等。
根据上述要求，要研制一台理想的细胞培养系统需要多学科的专家，如生物学家、机械学家、电子工程技术专家共同研究、设计，并与生产部门密切合作才能达到要求。
(二)细胞株(系)的选择微生物污染是大规模细胞培养的主要危险。
设备、培养液、支持系统和操作方法的复杂性都会引起微生物污染。
其中支原体对动物细胞培养威胁最大。
因为它们的感染力很高又不易被检测。
因此，细胞在使用前必须经过严格的检测。
另外，细胞在体外生长时要保持良好的生长速率和分泌功能。
为了保持高产稳产的细胞株(系)，应该定期进行筛选工作；为了防止意外事故发生，应将没有支原体污染的细胞定期进行低温保存。
(三)培养液的选择培养液选择一般是根据所采用的细胞株(系)而定，在原来的基础上加以改良，达到规模培养细胞的要求。
大规模培养细胞的培养液中，血清用量大，质量不易控制，生产成本也高，且使产品的后加工增加了一定的难度。
为了减少血清用量，就要逐步驯化细胞，使其适应于低血清或无血清培养液。
现有两类适用于某些动物细胞的无血清培养液：一种是用激素或其他大分子加入培养液；另一种是以特殊的营养物质(如小牛淋巴液等)替代合血清的培养液配方。
利用这两种培养液培养某种细胞都获得了满意结果。
但是，值得注意的是在无血清培养液中更可能出现细胞毒(这与水中的微量元素或有机物污染有关)。
因此，在培养液制备时必须采用高纯度的水。
培养液一般需经o．22／μm的微孔滤膜过滤消毒，最近美国Millip公司生产一种0．1μm的多层正压过滤器能除去支原体的污染。
(四)细胞生长状况的监测1．温度控制动物细胞培养对温度波动的敏感性很大。
温度低于370c，细胞生长缓慢；温度高于’37cc，细胞失去存活力。
因此，动物细胞培养比多数微生物培养对温度控制具有更为严格的要求。
一般培养液温度由铂电阻温度计来监测，其灵敏度为±0．025Gc。
温度计信号经微机反馈控制器处理后控制反应器的能量输入。
培养容器的温度控制误差约在i ±0．05cc之内。
大多数加热器固定在容器外面，带有大面积衬垫。
采用这样的加热系统可提供大的热交换表面，消除局部热点，减少温度梯度的形成。
2．pH控制pH值是细胞培养的关键性参数。
它影响细胞的存活力、生长及代谢。
细胞生长的最适pH值因细胞类型不同而异，范围为7．0—7．5左右。
缓冲液系统通常用C02、碳酸氢盐调节，pH值取决于培养液中的C02和碳酸氢盐的浓度比。
加入C02即pH值降低，而加入碳酸氢盐则使pH值升高。
在培养初期阶段细胞产生的C02和乳酸量较少，C02可以从系统中置换出来。
在细胞生长的后期阶段，细胞密度增加，由于细胞产生的cob和乳酸量增加，使pH值变得偏酸。
这可根据需要用加酸或加碱液的方法，对pH值加以控制。
但此法有产生局部pH值和增加培养液渗透压的危险。
控制pH的较安全的办法，是通过供给细胞所需的氧而改变通人反应器气流中的C02浓度。
用C02控制pH值会强烈地受溶氧控制系统的影响，这因为控制溶氧(空气、N2或02)而加入的任何气体都将导致C02的被置换，从而引起pH值升高。
因此，在设计pH值控制系统时，应顾及溶氧控制。
3．溶氧(DO)的测量与控制溶氧是细胞代谢中的重要养分。
它可以影响细胞的产率，且间接或直接地影响细胞的代谢。
在低氧压下，细胞往往生长缓慢。
而氧压过高，使培养液会变得对细胞具有毒性。
人们已发现溶氧的最适水平是依赖于不同细胞的类型，空气饱和度应在10—l00%的范围内。
可根据需要向培养液内加入氧气、空气或氮气控制溶氧。
值得注意的是，pH值控制可以影响溶氧控制。
在设计过程中应有一种控制器，通过调节输入反应器的空气、氧气、氮气和二氧化碳各类气体的混合比例，使溶氧与pH值的控制结合在一起。
4．葡萄糖和乳酸的监测为了及时了解大规模培养细胞的健康状况，应逐日或隔日吸取培养浓样品进行乳酸的产量及葡萄糖摄人量的测定，以便监测细胞生长的动态状况。
操作方法可参照Sigma技术报告。
5．产物的收集和检测根据大规模培养系统中的pH、D0数值及葡萄糖、乳酸等参数的动态变化，监控细胞生长状况，并定期抽样检测细胞分泌产物的含量。
应用不同类型的细胞，采用不同的产物检测方法。
一般用免疫荧光间接法、血凝法、免疫酶标法以及放射免疫法等。
一般产物的收集可采用批量收集和微机程序控制连续收集两种方二、几种大规模细胞培养系统(一)气升式深层培养系统英国celltech公司研制的全自动气升式深层培养系统有独到之处，在国际上居领先地位。
几年来该公司研制这种培养系统从5l，301，100L到1000L6到1985年底已建成具有5个1000L气式培养系统的车间。
气升式培养系统中是使用低血清或无血清培养液。
每次培养周期为两周。
每升培养液可生产40—500mg的单克隆抗体，若其产量恒定，平均为102mg。
10L培养系统一年可生产508单克隆抗体，100L生产500g，而1000L则可生产5kg。
全自动气升式深层培养系统为全部密闭结构。
混合气体自培养器底部管道输入，气体沿着培养器中央的内管上升。
一部分气体从培养器的顶部逸出，另一部分气体被引导沿培养器的内缘下降，直达培养器底部和新吹入的气体混合而再度上升。
这样借助气体的上下不断循环搅动培养器内的细胞，使之不贴壁。
通过微机程序控制混合气体的组分，维持培养液内一定的溶氧张力和pH值。
该系统具有几个优点：1)没有移动部件；2)完全密封；3)便于无菌操作；4)不易污染；5)设计简单；6)便于放大生产；7)氧的转换率等，满足了该培养系统中细胞在生长时所需的要求。
(二)微载体培养系统微载体大规模培养动物细胞是1967年Van Wezel首先创立的一种方法。
其基本原理是利用固体小颗粒作为载体，细胞在载体的表面附着，通过连续搅拌悬浮于培养液中。
并成单层生长繁殖。
由于扩大了细胞的附着面，能充分利用生长空间和营养液，因此大大提高了细胞的生长效率和产量。
微载体是由天然葡萄糖聚合物(葡聚糖)或者各种合成的聚合物组成的，其直径由50μm到数百微米不等。
目前商品化的微载体有CytodexI，II，III，biocarrier，gelibead以及DEAE—cellul03e等。
该系统具有的特点：1)表面积增大；2)生长环境均一，条件易于控制；3)取样及细胞计数简单；4)细胞与培养液易于分离；5)大规模培养只需对微生物发酵罐或气升式深层培养系统稍加改进即可；6)适合于培养原代细胞、二倍体细胞株，它对生产重组产品来说是必不可少的有效方法。
朱德厚等(1982)根据微载体培养的原理，自行设计一套微体悬浮培养系统，选用DEAE—sephadex—A50及Cytodex—I两种微载体，以每瓶100一120Ing ／I 00万细胞的浓度，转速50r／min，37cc恒温条件下培养Hela(入子宫颈癌细56)、BEL—7402(人体肝癌细胞)及CBRH—7919(大鼠肝癌细胞)三种细胞系，结果表明，培养5—7天内其产量分别可增加63．5，31及95倍，远较文献报道为高。
95%的微载体上都有培养细胞茂密生长繁殖，并进行直接分裂及有丝分裂，活细胞率在90%以上，且有进行亮氨酸掺入的功能。
同时，测定培养细胞总蛋白量及同位素掺入量，可作为判定细胞实际产量和功能状态的指标。
该培养系统为细胞生钩学研究和病毒及其他生物制品的生产提供了大量的细胞，且可为某些不能在悬浮培养情况下生长的细胞，如原代细胞、二倍体细胞的转向悬浮培养及大量繁殖提供有效的手段。
图12—1 悬浮培养瓶图12—2 悬浮培养装置(三)微囊培养系统70年代，Lin和sun把生物活性物质、完整的话细胞或组织包在薄的半透膜中，即称为微囊技术。