第三章 动物细胞工程制药45节_PPT幻灯片
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《动物细胞工程制药》课件
利用动物细胞生产生长因子和蛋白质药物案例
总结词
利用动物细胞生产生长因子和蛋白质药物是动物细胞工程制药领域的另一个重要应用。
详细描述
生长因子是一类能够刺激细胞生长和增殖的蛋白质，可以用于治疗某些疾病，如烧伤、 溃疡等。例如，碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）是一种重要的生长因子，可以通过 动物细胞培养技术生产。此外，许多蛋白质药物也是通过动物细胞培养技术生产的，如
关键突破
未来展望
随着技术的不断进步和应用领域的拓 展，动物细胞工程制药将有望成为未 来药物生产的主流技术，为人类健康 事业做出更大的贡献。
进入21世纪后，随着基因工程技术的 发展和成熟，动物细胞工程制药取得 了关键性突破，实现了大规模生产。
01
动物细胞工程制药 技术
动物细胞培养技术
动物细胞培养技术是指将动物细胞置于适宜的培养条件下，使其在体外生长繁殖的 技术。
培养基是动物细胞培养的核心要素，为细胞提供必要的营养物质、生长因子和激素 等。
动物细胞培养技术可用于生产疫苗、单克隆抗体等生物药物，以及进行药物筛选和 毒理学研究等。
动物细胞基因编辑技术
动物细胞基因编辑技术是指通过基因 工程技术对动物细胞的基因进行精确 的改造和修饰。
动物细胞基因编辑技术可用于研究基 因功能、疾病治疗和生物育种等领域 。
目前最常用的基因编辑技术是 CRISPR-Cas9系统，它能够高效地实 现对特定基因的敲除、敲入和点突变 等操作。
动物细胞大规模培养技术
动物细胞大规模培养技术是指通 过一定的生物反应器系统，实现 动物细胞在体外的大规模培养和
扩增。
生物反应器是动物细胞大规模培 养的核心设备，根据不同的培养 条件和应用需求，可选择不同类
生物化学动物细胞工程制药(ppt)
COS细胞（非洲绿猴肾细胞）： 1981年，Gluzman用复制起点缺失的SV40(猿猴空泡
病毒40)转化非洲绿猴肾细胞CV-1，获得3个细胞系： COS-1、 COS-3 、 COS-7。
❖ COS细胞组成性表达SV40大T抗原，带有SV40 ori复制子 的质粒以附加体的形式高拷贝扩增（105 拷贝）
形态常为球形，可悬浮培养。
3、兼性贴壁细胞
不严格的依赖支持物 某些情况下可在培养基中良好悬浮生长。
二、动物细胞的生理特征 动物细胞培养的一些基本概念： 动物细胞体外培养可分为原代培养和传代培养（继代 培养）。
原代培养是指从机体取出组织或细胞进行初次培养的 过程。传代培养是指从原代培养的细胞继续转接培养。
细胞自发融合的频率很低，需要采用人工的 方式进行细胞融合，方法有3种：生物方法（病 毒）、化学方法（PEG）、物理方法（电融合）
目前，常用的为PEG和电融合。
（1）病毒诱导融合 可促进细胞融合的病毒有：疱症病毒、天花
病毒、副流感病毒、副黏液病毒等。 仙台病毒为副黏液病毒的一种，对人危害小
而且有效，使用最广。 起融合作用的为病毒被膜上
一、动物细胞的形态
离体培养的动物细胞主要为哺乳动物细胞。 根据是否需要帖附于支持物上生长的性质，可将动物细 胞分为贴壁依赖型和悬浮型两类。
1、贴壁依赖型 绝大多数细胞在培养时必须贴附在某一固相表面才能生存
和生长。
按培养细胞的贴壁的形态主要分为4类。
（1）成纤维细胞型
❖ 大量扩增质粒及高表达mRNA、蛋白质，易回收和分析
❖ 易培养、易转染。
CHO-K1细胞：
1957年，Puck等从中国仓鼠卵巢分离，上皮样细胞。
CHO-dhfr- 为二氢叶酸还原酶突变型(培养时需加入次 黄嘌呤、胸苷)，用于工程细胞构建。
病毒40)转化非洲绿猴肾细胞CV-1，获得3个细胞系： COS-1、 COS-3 、 COS-7。
❖ COS细胞组成性表达SV40大T抗原，带有SV40 ori复制子 的质粒以附加体的形式高拷贝扩增（105 拷贝）
形态常为球形，可悬浮培养。
3、兼性贴壁细胞
不严格的依赖支持物 某些情况下可在培养基中良好悬浮生长。
二、动物细胞的生理特征 动物细胞培养的一些基本概念： 动物细胞体外培养可分为原代培养和传代培养（继代 培养）。
原代培养是指从机体取出组织或细胞进行初次培养的 过程。传代培养是指从原代培养的细胞继续转接培养。
细胞自发融合的频率很低，需要采用人工的 方式进行细胞融合，方法有3种：生物方法（病 毒）、化学方法（PEG）、物理方法（电融合）
目前，常用的为PEG和电融合。
（1）病毒诱导融合 可促进细胞融合的病毒有：疱症病毒、天花
病毒、副流感病毒、副黏液病毒等。 仙台病毒为副黏液病毒的一种，对人危害小
而且有效，使用最广。 起融合作用的为病毒被膜上
一、动物细胞的形态
离体培养的动物细胞主要为哺乳动物细胞。 根据是否需要帖附于支持物上生长的性质，可将动物细 胞分为贴壁依赖型和悬浮型两类。
1、贴壁依赖型 绝大多数细胞在培养时必须贴附在某一固相表面才能生存
和生长。
按培养细胞的贴壁的形态主要分为4类。
（1）成纤维细胞型
❖ 大量扩增质粒及高表达mRNA、蛋白质，易回收和分析
❖ 易培养、易转染。
CHO-K1细胞：
1957年，Puck等从中国仓鼠卵巢分离，上皮样细胞。
CHO-dhfr- 为二氢叶酸还原酶突变型(培养时需加入次 黄嘌呤、胸苷)，用于工程细胞构建。
《动物细胞工程》课件
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2
3
利用动物细胞工程可以将外源基因导入动物细胞，培育出转基因动物，提高其生产性能和抗病能力。
转基因技术
动物细胞工程可用于生产疫苗，通过培养动物细胞并表达病毒抗原，制备出高效、安全的动物疫苗。
动物疫苗
动物细胞工程可以用于构建生物反应器，通过大规模培养动物细胞生产各类蛋白质和生物活性物质。
生物反应器
选择适当的细胞
通过物理、化学或生物方法诱导细胞融合。常用的物理方法有电融合和激光融合，化学方法有聚乙二醇（PEG）诱导融合，生物方法有病毒诱导融合。
诱导细胞融合
通过特定的筛选和鉴定方法，从大量细胞中筛选出融合细胞，并进行鉴定。常用的筛选和鉴定方法有荧光染色法、免疫学检测法和分子生物学检测法等。
筛选和鉴定融合细胞
技术难度大
动物细胞工程的实施需要高超的技术水平和精细的操作技巧，如何提高技术成熟度和降低成本是亟待解决的问题。
伦理和法律问题
动物细胞工程的实践涉及到伦理和法律问题，如人道关怀、动物权益保护等，需要在实践中严格遵守相关法规和伦理准则。
安全性和有效性问题
动物细胞工程产品的安全性和有效性需要经过严格的评估和验证，以确保其不会对人类健康和生态环境造成不良影响。
1970年代
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，动物细胞工程在医学、农业、工业等领域得到广泛应用。
1990年代至今
02
动物细胞培养技术
细胞具有增殖和分化的能力
动物细胞具有自我复制和分化的能力，可以在适宜的环境下生长和繁殖。
03
动物细胞融合技术
选择要进行融合的细胞，通常选择同种或同种的细胞进行融合。
感谢观看
THANKS
基因转移技术
02
生物技术制药第第三章动物细胞制药优秀课件精选全文完整版
2024/11/10
22
二、动物细胞的化学组成和代谢
1. 动物细胞的化学组成 蛋白质、糖类、脂类、核酸、水、无机盐。 2. 动物细胞的代谢 糖酵解、三羧酸循环
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三、动物细胞的培养特性
1. 细胞的分裂周期长
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2. 多数细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象
全抗体 37个（至2014.10月）
2002 2003 2004 2006 2007
Zevalin Xolair Avastin Lucentis Soliris
Humira Bexxar Erbitux Vectibix
抗体片段 3个
ADC
3个（1个已撤市）
双特异抗体 2个
Fc融合蛋白 7个
2008 Cimzia
1987年，杂交瘤细胞培养OKT3单抗批准用于临床。 1988年之后一大批用转化细胞生产的重组基因产品陆续批准上市，标
志着动物细胞制药新型产业的形成。 如今，动物细胞工程制药在生物制药的研究和应用中起关键作用，投
放市场及临床试验中的重组蛋白有70%来自哺乳动物细胞培养。
细胞工程制药成为现代制药技术中常用的手段。
生物工艺工程是运用活细胞制造生物医学产物，通 常是运用重组DNA技术 。由微生物向哺乳动物细胞 转移
二者交叉于细胞培养技术，形成共性的知识产权由 这两个领域分享。
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组织工程：
利用生物活性物质， 通过体外培养或构建 的方法，再造或者修 复器官及组织的技术。 在体外进行细胞培养， 让细胞增殖，从而再 造器官。
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5. 动物细胞对培养基要求高
生物制药工艺学动物细胞工程制药 ppt课件
较大
细胞核 细胞质 细胞壁 代表生物
无成形的细胞核，拟 核，无核膜，核仁 除核糖体无其它细胞 器 有
细菌、放线菌
有真正的细胞核， 有核膜、核仁 有各种细胞器
植物、真菌有，动 物细胞无 真菌、植物、动物
通常将离体培养的细胞分为两类
贴壁细胞（贴壁依赖型） 悬浮细胞（非贴壁依赖型）
1.贴壁细胞
细胞的生长必须有可以贴附的支持物表 面，细胞依靠自身分泌的或培养基中提 供的贴附因子才能在该表面上生长、增 殖。
隆抗体的杂交瘤细胞的制备
细胞融合方法（物理法）
电融合法：细胞在短时间的电场作用下， 细胞膜发生可逆性的电击穿，而使相邻细 胞的细胞膜相互发生继发性融合。
➢ 优点：操作简单（电融合仪），无化学毒 性、对细胞损伤小、融合同步、融合率高， 可在显微镜下直接观察。已成功用于多种 细胞的融合。
5. 重组工程细胞系
第一节 概述
细胞工程是以细胞为单位，按人们的意志，应用 细胞生物学、分子生物学等理论和技术，有目的 地进行精心设计，精心操作，使细胞的某些遗传 特性发生改变，从而达到改良或产生新品种的目 的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产 物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增 殖，并提取出对人类有用的产品。
（糖基化），与天然产品一致，更适合临床使 用。
动物细胞来源的生物药物比例越来越大！
第三节 生产用动物细胞的要求和获得
一、生产用动物细胞的要求 二、生产用动物细胞的获得 三、基因工程细胞的构建和筛选 四、常用生产用动物细胞的特性 五、细胞库的建立
一、生产用动物细胞的要求
什么样的细胞 可以允许用以 生产人用的药 品？
穿梭质粒载体一般含有如下基本成分
① 允许载体在细菌体内扩增的质粒序列。 ② 含有能使基因转录表达的调控元件。 ③ 能用以筛选出外源基因已整合的选择标记。 ④ 有时还带有选择性增加拷贝数的扩增系统。
动物细胞工程教学PPT
传代培养
将原代细胞进行传代培养， 使其在体外持续增殖的过 程。
细胞冻存与复苏
通过冷冻保存细胞，以便 在需要时进行复苏和培养。
动物细胞培养的常见问题与解决方案
01 02
污染问题
动物细胞培养过程中常见的污染源包括细菌、霉菌和支原体等。解决方 案包括定期检查培养环境、严格控制培养基和器具的灭菌过程以及及时 处理污染细胞。
动物细胞工程实验技术
动物细胞融合技术
动物细胞融合技术是指将两个或多个 动物细胞融合成一个细胞的过程，是 动物细胞工程中的重要技术之一。
动物细胞融合技术需要使用特定的融 合剂或电刺激等方法，使细胞膜融合， 形成异核或多核细胞。
该技术可用于制备单克隆抗体、诱导 多功能干细胞、研究细胞分化机制等 方面。
动物染色体工程需要严格遵守 伦理和法律规定，确保实验动 物的福利和安全。
动物基因编辑技术
动物基因编辑技术是指通过特定的基 因编辑工具对动物基因进行精确的修 饰和改造的技术。
动物基因编辑技术可以采用CRISPRCas9等基因编辑系统，对目标基因进 行敲除、敲入或定点突变等操作。
该技术可用于研究基因功能、治疗遗 传性疾病、制备转基因动物等方面。
经济和社会发展
动物细胞工程的发展将带动相关产业的发展，创 造就业机会，促进经济发展和社会进步。
THANKS
感谢观看
动物细胞工程教学
• 动物细胞工程概述 • 动物细胞培养技术 • 动物细胞工程实验技术 • 动物细胞工程的应用案例 • 动物细胞工程的未来展望
01
动物细胞工程概述
定义与特点
定义
动物细胞工程是以动物细胞为研究对象，通过细胞培养、细胞融合、基因转移 等技术手段，实现动物细胞在数量和质量上的改变，以应用于医学、农业、生 物工程等领域的技术。
动物细胞工程(完整ppt课件
• 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞 悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养， 称为传代培养。
• 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞， 大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这 种传代细胞为细胞株。
• 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状 态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养 条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
31
通过长期的实验，科 学家们采用体细胞杂交 技术获得了“番茄—马 铃薯”植株。
么成份？
胰蛋白酶水解蛋白质 蛋白质
③.细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？
蛋白质和磷脂
能
④.既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个 细胞要注意什么问题呢？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？ 为什么？
注意时间的控制
不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细胞的生存环境与 胰蛋白酶的最适PH较接近
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4
阅读课本P44，简述动物细胞培养的基
本过程
1、动物细胞培养的原理是什么？ 细胞增殖
2、从动物机体中要取出哪些相关组织？并 解释 原因。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化 程度低，容易培养。
3、组织分散成单个细胞的方法是什么？其理论依 据是什么？ 4、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？
动物细胞工程
ppt课件完整
1
提问：
❖ 植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
植物组织培养技术、 植物体细胞杂交技术
动物细胞工程常用的技术手段：
动物细胞培养技术、 动物细胞核移植技术、 动物细胞融合技术、 生产单克隆抗体技术
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
• 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞， 大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这 种传代细胞为细胞株。
• 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状 态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养 条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
31
通过长期的实验，科 学家们采用体细胞杂交 技术获得了“番茄—马 铃薯”植株。
么成份？
胰蛋白酶水解蛋白质 蛋白质
③.细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？
蛋白质和磷脂
能
④.既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个 细胞要注意什么问题呢？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？ 为什么？
注意时间的控制
不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细胞的生存环境与 胰蛋白酶的最适PH较接近
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4
阅读课本P44，简述动物细胞培养的基
本过程
1、动物细胞培养的原理是什么？ 细胞增殖
2、从动物机体中要取出哪些相关组织？并 解释 原因。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化 程度低，容易培养。
3、组织分散成单个细胞的方法是什么？其理论依 据是什么？ 4、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？
动物细胞工程
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1
提问：
❖ 植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
植物组织培养技术、 植物体细胞杂交技术
动物细胞工程常用的技术手段：
动物细胞培养技术、 动物细胞核移植技术、 动物细胞融合技术、 生产单克隆抗体技术
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
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（6）及时分种，保持合适的细胞密度
细胞培养的无菌操作 二氧化碳细胞培养箱
1、器材的清洗和消毒
器材的清洗：一般来说，需经浸泡、刷洗、泡 酸和冲洗四个步骤，用过的器材最好尽快地浸 泡在3%的磷酸三钠溶液内过夜，以除去蛋白 质和残余细胞等污垢
经常使用的玻璃器材不一定每次刷洗完之后都 要泡酸，但新买的玻璃器材在使用前必须泡酸 （配比表见表3-3）。器材刷洗或清洁液浸泡 后都必须用水充分冲洗，再用蒸馏水和无离子 水冲洗
动物细胞
10-100μm 内部和激素
苛刻
倍增时间一般为12-60h 很差，缺乏保护性细胞壁
差
微生物和动物细胞培养方法的比较
PH控制 搅拌速度 溶氧控制 培养基灭菌方法 培养时间 对水纯度的要求
微生物细胞
添加酸、碱 速度快、范围广 改变搅拌速度、通气量、进气氧浓度
高温蒸煮 几小时—几天
较低
动物细胞
CO2-HCO3缓冲液 较慢
蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、中空纤维过滤等单独 使用或配合使用，制备纯水，一般要求金属离子含量很低， 电阻值在18M以上。动物细胞制药用水，要求去热源
一、动物细胞的培养条件
3、pH pH的高低对细胞各种酶的活性、细胞壁的通透
性以及许多蛋白的功能都有重要的影响。动物细 胞培养的最适pH为7.2~7.4，低于6.8或高于7.6时 会对细胞产生不利影响，严重时会引起细胞退变 甚至死亡。一般来说，传代细胞比原代细胞对 pH变动的耐受性强，细胞量多时比细胞量少时 耐受性强。细胞代谢也会造成pH变化，可用缓 冲体系来稳定细胞周围环境的pH。书中给出了 部分缓冲体系，可以参考
细胞种类不同，培养温度要求有所不同
动物细胞特别是哺乳动物细胞的最佳培养温度为 （37±0.5℃），昆虫细胞则为27 ℃
温度过高可引起细胞衰退甚至死亡，过低则会降 低其代谢和生长速度，影响产物的产量
一、动物细胞的培养条件
6、空气 空气也是细胞赖以生存的必要条件之一。尽管细
胞在短时期缺氧时可以通过糖酵解途径进行代谢 获取能量，但该代谢是不完全的，获得的能力也 是有限的，而且还会大量产生乳酸，使pH 值急剧 下降，最终引起小的退变和死亡。因此在细胞培 养中必须给以足够的氧气 对于动物细胞来说，它在体内的生存条件一般都 低于空气中氧的饱和值的60%，对氧的消耗为 0.006～0.3μmol/106细胞·h-1或0.24mg/106细胞·d-1
改变进入气体的氧浓度 过滤
几天—3、4周 很高
与微生物细胞培养类似，动物细胞的体外培养有两种类型：一类是非贴
壁依赖性细胞，这类细胞可以采用与微生物培养类似的方法进行悬浮培养；另一类 是贴壁依赖性细胞，它们需要附着于带适量电荷的固体或半固体表面上生长。
一、动物细胞的培养条件
4、渗透压 由于动物细胞缺乏细胞壁，因此外界环境渗透压
的高低波动对细胞的存活有很大的影响 不同的细胞对渗透压波动的耐受性不同，比如 原
代细胞 较 传代细胞敏感 通常最理想的渗透压为 290～300 mOsm/kg，
调整渗透压采用的是加减 NaCl 的办法。每增加 或减少 1mg/mL的NaCl 可使培养基的渗透压增 加或减少 32 mOsm/kg
器材的消毒灭菌：主要通过物理方法和化学 方法来达到严格无菌的操作过程。书中表34是细胞培养中常用的消毒剂、浓度和使用
场合的列表。尽量避免使用抗生素，但在 工业生产中还是经常使用的。
对以在细胞培养中是否可以采用抗生素，说法不 一
多数人认为采用抗生素弊大于利，因为细菌很快 会产生抗药性，以后就很难消除，同时又有人证 明，长期使用抗生素，可影响细胞的生理代谢和 形态，还会影响细胞内的一些信号通路
第四节 动物细胞的培养条件和培养基
为了使细胞培养在体外培养成功，需要一些基本 条件：
（1）绝对无菌操作：所有与细胞接触的设备、 器材和溶液，都必须保证无菌，避免细胞外微生 物的污染
（2）足够的营养供应，排除有害物质包括极其 微量的离子掺入
（3）适量氧气供应
（4）随时清除细胞代谢中产生的有害产物
（5）有良好的适于生存外界环境，包括pH、渗透 压和离子浓度等
6、空气
一般采用方瓶或转瓶培养时，只要我们保持瓶内 有足够的空间，即培养液体积不超过总体积的 30%，通过液面的空气交换，就可以保证细胞有 足够的氧，不需要专门通气 。但采用生物反应器 大规模培养时，则必须专门通气，补充氧量
过高的氧对细胞生长也会产生不利的影响，甚至 是有毒的。 生产中常采用不同比例的O2,N2,CO2和空气， 根据需要加以使用
微生物细胞与动物细胞培养方法的比较
所谓动物细胞培养是将动物组织或细胞从机体取出，分散成
单个细胞，给予必要的生长条件，模拟体内生长环境，使其在体 外继续生长和繁殖
性质
大小 代谢调节方式
营养要求
生长速率 机械强度 环境适应
பைடு நூலகம்微生物细胞
1-10μm 内部
宽松，可利用多种底物
倍增时间一般为0.5-2h 较好 好
在实际操作中，尤其是在大规模生产中，为了尽 可能避免污染，造成经济损失，有人仍主张采用 抗生素，而且用量差别很大，常用抗生素及其浓 度见表3-5
按规定在生产中不准使用青霉素和β-内酰胺类 （革兰式阳性细菌）抗生素，其他抗生素是可以 接受的，非生产性的实验不受此规定
实验室中常加的是青霉素和链霉素，简称双抗， 防细胞污染
4、渗透压
在细胞培养的所有操作中，为了使与细胞接触的 所有液体都保持有较合适的渗透压和pH，一般都 需要使用平衡盐溶液（balanced salt solution, BSS）， 它由无机盐和葡萄糖组成。表5-6列出了几种常用 平衡盐溶液（BSS）组成/g·L-1。
一、动物细胞的培养条件
5、温度 温度对微生物和动植物细胞的培养都很重要，但
污染最多的是霉菌和真菌
培养器皿
动物细胞培养瓶内表面为什么 要光滑、无毒？
多孔板
细胞培养瓶
一、动物细胞的培养条件
2、水质 动物细胞培养对环境中各种因素非常敏感，因此水质的好
坏直接影响培养的成功与否
微量的有毒元素、过多的金属离子，以及微生物的污染等， 都会危害细胞的生长。因此细胞培养的用水必须进行特殊 的处理才能使用
细胞培养的无菌操作 二氧化碳细胞培养箱
1、器材的清洗和消毒
器材的清洗：一般来说，需经浸泡、刷洗、泡 酸和冲洗四个步骤，用过的器材最好尽快地浸 泡在3%的磷酸三钠溶液内过夜，以除去蛋白 质和残余细胞等污垢
经常使用的玻璃器材不一定每次刷洗完之后都 要泡酸，但新买的玻璃器材在使用前必须泡酸 （配比表见表3-3）。器材刷洗或清洁液浸泡 后都必须用水充分冲洗，再用蒸馏水和无离子 水冲洗
动物细胞
10-100μm 内部和激素
苛刻
倍增时间一般为12-60h 很差，缺乏保护性细胞壁
差
微生物和动物细胞培养方法的比较
PH控制 搅拌速度 溶氧控制 培养基灭菌方法 培养时间 对水纯度的要求
微生物细胞
添加酸、碱 速度快、范围广 改变搅拌速度、通气量、进气氧浓度
高温蒸煮 几小时—几天
较低
动物细胞
CO2-HCO3缓冲液 较慢
蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、中空纤维过滤等单独 使用或配合使用，制备纯水，一般要求金属离子含量很低， 电阻值在18M以上。动物细胞制药用水，要求去热源
一、动物细胞的培养条件
3、pH pH的高低对细胞各种酶的活性、细胞壁的通透
性以及许多蛋白的功能都有重要的影响。动物细 胞培养的最适pH为7.2~7.4，低于6.8或高于7.6时 会对细胞产生不利影响，严重时会引起细胞退变 甚至死亡。一般来说，传代细胞比原代细胞对 pH变动的耐受性强，细胞量多时比细胞量少时 耐受性强。细胞代谢也会造成pH变化，可用缓 冲体系来稳定细胞周围环境的pH。书中给出了 部分缓冲体系，可以参考
细胞种类不同，培养温度要求有所不同
动物细胞特别是哺乳动物细胞的最佳培养温度为 （37±0.5℃），昆虫细胞则为27 ℃
温度过高可引起细胞衰退甚至死亡，过低则会降 低其代谢和生长速度，影响产物的产量
一、动物细胞的培养条件
6、空气 空气也是细胞赖以生存的必要条件之一。尽管细
胞在短时期缺氧时可以通过糖酵解途径进行代谢 获取能量，但该代谢是不完全的，获得的能力也 是有限的，而且还会大量产生乳酸，使pH 值急剧 下降，最终引起小的退变和死亡。因此在细胞培 养中必须给以足够的氧气 对于动物细胞来说，它在体内的生存条件一般都 低于空气中氧的饱和值的60%，对氧的消耗为 0.006～0.3μmol/106细胞·h-1或0.24mg/106细胞·d-1
改变进入气体的氧浓度 过滤
几天—3、4周 很高
与微生物细胞培养类似，动物细胞的体外培养有两种类型：一类是非贴
壁依赖性细胞，这类细胞可以采用与微生物培养类似的方法进行悬浮培养；另一类 是贴壁依赖性细胞，它们需要附着于带适量电荷的固体或半固体表面上生长。
一、动物细胞的培养条件
4、渗透压 由于动物细胞缺乏细胞壁，因此外界环境渗透压
的高低波动对细胞的存活有很大的影响 不同的细胞对渗透压波动的耐受性不同，比如 原
代细胞 较 传代细胞敏感 通常最理想的渗透压为 290～300 mOsm/kg，
调整渗透压采用的是加减 NaCl 的办法。每增加 或减少 1mg/mL的NaCl 可使培养基的渗透压增 加或减少 32 mOsm/kg
器材的消毒灭菌：主要通过物理方法和化学 方法来达到严格无菌的操作过程。书中表34是细胞培养中常用的消毒剂、浓度和使用
场合的列表。尽量避免使用抗生素，但在 工业生产中还是经常使用的。
对以在细胞培养中是否可以采用抗生素，说法不 一
多数人认为采用抗生素弊大于利，因为细菌很快 会产生抗药性，以后就很难消除，同时又有人证 明，长期使用抗生素，可影响细胞的生理代谢和 形态，还会影响细胞内的一些信号通路
第四节 动物细胞的培养条件和培养基
为了使细胞培养在体外培养成功，需要一些基本 条件：
（1）绝对无菌操作：所有与细胞接触的设备、 器材和溶液，都必须保证无菌，避免细胞外微生 物的污染
（2）足够的营养供应，排除有害物质包括极其 微量的离子掺入
（3）适量氧气供应
（4）随时清除细胞代谢中产生的有害产物
（5）有良好的适于生存外界环境，包括pH、渗透 压和离子浓度等
6、空气
一般采用方瓶或转瓶培养时，只要我们保持瓶内 有足够的空间，即培养液体积不超过总体积的 30%，通过液面的空气交换，就可以保证细胞有 足够的氧，不需要专门通气 。但采用生物反应器 大规模培养时，则必须专门通气，补充氧量
过高的氧对细胞生长也会产生不利的影响，甚至 是有毒的。 生产中常采用不同比例的O2,N2,CO2和空气， 根据需要加以使用
微生物细胞与动物细胞培养方法的比较
所谓动物细胞培养是将动物组织或细胞从机体取出，分散成
单个细胞，给予必要的生长条件，模拟体内生长环境，使其在体 外继续生长和繁殖
性质
大小 代谢调节方式
营养要求
生长速率 机械强度 环境适应
பைடு நூலகம்微生物细胞
1-10μm 内部
宽松，可利用多种底物
倍增时间一般为0.5-2h 较好 好
在实际操作中，尤其是在大规模生产中，为了尽 可能避免污染，造成经济损失，有人仍主张采用 抗生素，而且用量差别很大，常用抗生素及其浓 度见表3-5
按规定在生产中不准使用青霉素和β-内酰胺类 （革兰式阳性细菌）抗生素，其他抗生素是可以 接受的，非生产性的实验不受此规定
实验室中常加的是青霉素和链霉素，简称双抗， 防细胞污染
4、渗透压
在细胞培养的所有操作中，为了使与细胞接触的 所有液体都保持有较合适的渗透压和pH，一般都 需要使用平衡盐溶液（balanced salt solution, BSS）， 它由无机盐和葡萄糖组成。表5-6列出了几种常用 平衡盐溶液（BSS）组成/g·L-1。
一、动物细胞的培养条件
5、温度 温度对微生物和动植物细胞的培养都很重要，但
污染最多的是霉菌和真菌
培养器皿
动物细胞培养瓶内表面为什么 要光滑、无毒？
多孔板
细胞培养瓶
一、动物细胞的培养条件
2、水质 动物细胞培养对环境中各种因素非常敏感，因此水质的好
坏直接影响培养的成功与否
微量的有毒元素、过多的金属离子，以及微生物的污染等， 都会危害细胞的生长。因此细胞培养的用水必须进行特殊 的处理才能使用