大規(guī)模培養(yǎng)常用方法（貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)與固定化培養(yǎng)）

根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞的類型，可采用貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)等三種培養(yǎng)方法進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。

一、動(dòng)物細(xì)胞生長(zhǎng)特性及培養(yǎng)溫度

1. 細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，易污染，培養(yǎng)需用抗生素
2.細(xì)胞大，無細(xì)胞壁，機(jī)械強(qiáng)度低，環(huán)境適應(yīng)性差
3.需氧少，不耐受強(qiáng)力通風(fēng)與攪拌
4. 群體生長(zhǎng)效應(yīng)，貼壁生長(zhǎng)（錨地依賴性）
5.培養(yǎng)過程產(chǎn)品分布細(xì)胞內(nèi)外，成本高
6.原代培養(yǎng)細(xì)胞一般繁殖50代即退化死亡

依據(jù)在體外培養(yǎng)時(shí)對(duì)生長(zhǎng)基質(zhì)依賴性差異，動(dòng)物細(xì)胞可分為兩類：

●貼壁依賴型細(xì)胞：需要附著于帶適量電荷的固體或半固體表面才能生長(zhǎng)，大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞，包括非淋巴組織細(xì)胞和許多異倍體細(xì)胞均屬于這一類。

●非貼壁依賴型細(xì)胞：無需附著于固相表面即可生長(zhǎng)，包括血液、淋巴組織細(xì)胞、許多腫瘤細(xì)胞及某些轉(zhuǎn)化細(xì)胞。
培養(yǎng)細(xì)胞的最適溫度相當(dāng)于各種細(xì)胞或組織取材機(jī)體的正常溫度。人和哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的最適溫度為 35~37℃。偏離這一溫度，細(xì)胞正常的代謝和生長(zhǎng)將會(huì)受到影響，甚至死亡?？偟膩碚f，培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)低溫的耐力比高溫高。溫度不超過39℃時(shí)，細(xì)胞代謝強(qiáng)度與溫度成正比；細(xì)胞培養(yǎng)置于39~40℃環(huán)境中1h，即受到一定損傷，但仍能恢復(fù)；當(dāng)溫度達(dá)43℃以上時(shí)，許多細(xì)胞將死亡。當(dāng)溫度下降到30~20℃時(shí)，細(xì)胞代謝降低，因而與培養(yǎng)基之間物質(zhì)交換減少。首先看到的是細(xì)胞形態(tài)學(xué)的改變以及細(xì)胞從基質(zhì)上脫落下來。當(dāng)培養(yǎng)物恢復(fù)到初始的培養(yǎng)溫度時(shí)，它們?cè)械男螒B(tài)和代謝也隨之恢復(fù)到原有水平。

二、貼壁培養(yǎng)（attachment culture）是指細(xì)胞貼附在一定的固相表面進(jìn)行的培養(yǎng)。

1. 生長(zhǎng)特性：貼壁依賴型細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)要貼附于培養(yǎng)（瓶）器皿壁上，細(xì)胞一經(jīng)貼壁就迅速鋪展，然后開始有絲分裂，并很快進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。一般數(shù)天后就鋪滿培養(yǎng)表面，并形成致密的細(xì)胞單層。

2.貼壁培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
●容易更換培養(yǎng)液；細(xì)胞緊密黏附于固相表面，可直接傾去舊培養(yǎng)液，清洗后直接加入新培養(yǎng)液。
●容易采用灌注培養(yǎng)，從而達(dá)到提高細(xì)胞密度的目的；因細(xì)胞固定表面，不需過濾系統(tǒng)。
●當(dāng)細(xì)胞貼壁于生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)，很多細(xì)胞將更有效的表達(dá)一種產(chǎn)品。
●同一設(shè)備可采用不同的培養(yǎng)液/細(xì)胞的比例。
●適用于所有類型細(xì)胞。

3. 貼壁培養(yǎng)的缺點(diǎn)：與懸浮培養(yǎng)法相比
●擴(kuò)大培養(yǎng)比較困難，投資大；
●占地面積大；
●不能有效監(jiān)測(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)；

4.細(xì)胞貼壁的表面：要求具有凈陽(yáng)電荷和高度表面活性。對(duì)微載體而言還要求具一定電荷密度；若為有機(jī)物表面，必須具有親水性，并帶陽(yáng)電荷。

5. 貼壁培養(yǎng)系統(tǒng)：主要有轉(zhuǎn)瓶、中空纖維（后面專題介紹）、玻璃珠、微載體系統(tǒng)（后面介紹）等。

●轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)系統(tǒng)：培養(yǎng)貼壁依賴型細(xì)胞最初采用轉(zhuǎn)瓶系統(tǒng)培養(yǎng)。轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)一般用于小量培養(yǎng)到大規(guī)模培養(yǎng)的過渡階段，或作為生物反應(yīng)器接種細(xì)胞準(zhǔn)備的一條途徑。細(xì)胞接種在旋轉(zhuǎn)的圓筒形培養(yǎng)器-轉(zhuǎn)瓶中，培養(yǎng)過程中轉(zhuǎn)瓶不斷旋轉(zhuǎn)，使細(xì)胞交替接觸培養(yǎng)液和空氣，從而提供較好的傳質(zhì)和傳熱條件。

轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，技術(shù)成熟，重復(fù)性好，放大只需簡(jiǎn)單的增加轉(zhuǎn)瓶數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)。

但也有其缺點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大，占地空間大，單位體積提供細(xì)胞生長(zhǎng)的表面積小，細(xì)胞生長(zhǎng)密度低，培養(yǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制環(huán)境條件受到限制等。

現(xiàn)在使用的轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)系統(tǒng)包括二氧化碳培養(yǎng)箱和轉(zhuǎn)瓶機(jī)兩類。

●反應(yīng)器貼壁培養(yǎng) 此種培養(yǎng)方式中，細(xì)胞貼附于固定的表面生長(zhǎng)，不因?yàn)閿嚢瓒S培養(yǎng)液一起流動(dòng)，因此比較容易更換培養(yǎng)液，不需要特殊的分離細(xì)胞和培養(yǎng)液的設(shè)備，可以采用灌流培養(yǎng)獲得高細(xì)胞密度，能有效地獲得一種產(chǎn)品；但擴(kuò)大規(guī)模較難，不能直接監(jiān)控細(xì)胞的生長(zhǎng)情況，故多用于制備用量較小、價(jià)值高的生物藥品。

大規(guī)模培養(yǎng)常用方法（貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)與固定化培養(yǎng)）

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