利用生物反应器培养植物细胞的研究进展（Ⅱ）

介绍了当前用于植物细胞培养的生物反应器类型（搅拌式、气升式、转鼓式和鼓泡式生物反应器）及其特点,对各种类型的反应器进行了比较与选择;并进一步介绍了植物细胞固定化培养,提出今后利用反应器大规模培养植物细胞的发展研究方向。     

植物细胞培养生物反应器的种类特点及展望

生物反应器技术应用于植物细胞培养既可以打破环境条件的限制,又有助于生产过程的人为调控,为植物细胞大规模培养或工厂化直接生产植物细胞有用代谢产物创造了条件,是当前植物细胞培养工作的研究热点。在介绍植物细胞培养特点的基础上,对适用于植物细胞培养的各类生物反应器(搅拌式生物反应器、非搅拌式生物反应器、用于植物细胞固定化培养的生物反应器、光生物反应器以及一次性培养生物反应器)的原理、优缺点等进行比较分析,最后提出了植物细胞培养生物反应器研究的发展方向,以期为植物细胞培养生物反应器的选择及改良提供参考。     

植物细胞大规模培养生物反应器研制概况

本文对植物细胞培养中使用的搅拌式生物反应器,气升式生物反应器,固定化细胞生物反应器,光照培养生物反应器和其它新型生物反应器装置进行了全面的评述。     

植物细胞大规模培养生物反应器研制概况

本文对植物细胞培养中使用的搅拌式生物反应器,气升式生物反应器,固定化细胞生物反应器,光照培养生物反应器和其它新型生物反应器装置进行了全面的评述。     

植物细胞培养的生物反应器

本文介绍了植物细胞培养的特点及其生物反应器的设计原理,概述了植物细胞悬浮培养和固定化细胞系统中各类生物反应器的传氧、混合和流体力学特性与植物细胞生长和次生代谢物生产的关系。     

气升式生物反应器在杂交瘤细胞培养中的应用

前述研究工作基础上,设计开发了10L规模的动物细胞培养用气升式生物反应器。应用该生物反应器悬浮培养杂交瘤细胞．通过平行试验,考察了该反应器设计的合理性和可靠性。结果显示该反应器不存在限制细胞生长、代谢和产物生成的因素,而且细胞破损技彻底消除,表明该气升式生物反应器给细胞生长、代谢和产物生成提供了理想的培养环境,其设计是成功的。     

药用植物细胞生物反应器技术的研究进展

利用植物细胞生物反应器技术生产植物有用代谢产物,近些年来取得了很大发展,但植物细胞悬浮培养的工业化应用仍受到来自生物及工程技术上的限制。针对植物细胞生物反应器技术的特点及其研究进展,提出在综合考虑生物学和工艺学两方面的基础上,选育药用植物稳定高产的优良细胞系是提高植物细胞生物反应器技术可行性的关键。     

植物细胞生物反应器的新成就

一、杂合反应器 叶片搅拌式反应器已广泛用于发酵和动物细胞反应器,因为它可以产生较高的培养基组分和气体的传质效率。然而,因为植物细胞对叶片搅拌的剪切力很敏感,植物细胞悬浮培养通常用气升式反应器来混合和通气,但气升式系统往往不能有效混合高密度细胞培养所要求的适宜的植物代谢物生产。 Rutgers大学的D.I.Kim和他的同事们发明了一种5升的杂合式反应器,采用气升式和搅拌式相结合,用于高密度植物细胞的培养。     

动物细胞培养用生物反应器及相关技术

动物细胞大量培养是生产生物制品的重要途径,它用到的关键设备是生物反应器。根据培养细胞、培养载体、培养液混合方式的不同,生物反应器主要有搅拌式、气升式、中空纤维式、回转式等,其中搅拌式规模最大。回转式是NASA于20世纪90年代中期开发的一种新型生物反应器,被誉为空间生物反应器,可用于组织工程研究。与生物反应器配套的技术主要有灌注、微载体、多孔微球、转入抗凋亡基因等,可以有效地提高细胞密度,增加生物制品产量,提高质量。今后生物反应器研制主要朝两个方向发展:一是,以高密度培养动物细胞生产蛋白质药物为目的,二是以三维培养动物细胞(主要是人类细胞)再生组织或器官为目的。     

植物细胞大量培养的工艺学

植物细胞大量培养的工艺学(Technology)是研究植物细胞在生物反应器内生长和次级代谢物的合成规律,包括氧的吸收和传递、流变学特性、生物反应器的设计和放大、生长和产物合成动力学等,是一门新兴的跨学科技术。本文就植物细胞大量培养过程的工艺学研究作一概述。     

表达内皮抑素的rCHO细胞的微囊化培养

微囊化重组基因细胞移植治疗肿瘤是一种新兴的肿瘤基因治疗方法,如果将此技术应用到临床研究,就需要制备大量的细胞活性良好、重组蛋白表达量高的生物微胶囊。种子细胞是生物微胶囊治疗作用的执行者, 是构建微囊微反应器的基本元素。如何获得大量高活性的种子细胞已经成为规模化制备生物微胶囊所面临的最关键的限制因素。本实验考察了搅拌式生物反应器内扩增的重组CHO细胞进行包囊及微囊化细胞在生物反应器内规模化培养的可行性。实验结果显示:重组CHO细胞在生物反应器内可以快速生长,并且对数期细胞包囊,微囊化细胞活性良好。制备的微囊化细胞可以在生物反应器内培养,与培养板培养比较细胞生长较快、内皮抑素表达量较高。应用生物反应器培养技术能够在体外快速、大量扩增重组CHO细胞,满足微囊化细胞制备对种子细胞量与质的要求,微囊化细胞可以在生物反应器内培养。     

生物反应器与药用植物毛状根的大规模培养

利用药用植物毛状根培养生产次生代谢产物具有极大的生产潜力,而开发适合毛状根培养的反应器,又是毛状根生产天然产物工业化的关键。本文系统地介绍了各种用于毛状根培养的生物反应器,对通气搅拌式、气升式、超声雾化式等生物反应器各自的特点及优势进行了详细阐述,进一步讨论了各种反应器对于毛状根生长和次生代谢物积累的影响,并提出药用植物毛状根大规模培养的生物反应器在今后的发展方向。     

植物组织培养生物反应器技术研究进展

从植物大规模组织培养的特点、反应器类型和反应器中微环境等方面介绍了生物反应器技术在药用植物微繁殖和天然产物细胞生产中的研究进展。     

耦合培养对紫杉醇产量的影响

以美丽镰刀菌和东北红豆杉细胞为实验材料,通过耦合式生物反应器进行耦合培养,以紫杉醇作为研究指标,-研究内共生真菌与宿主植物细胞的的关系。经耦合培养,两种细胞的紫杉醇产量均有不同程度的提高,美丽镰刀菌达29倍,相应的东北红豆杉悬浮细胞增加了3．5倍。     

高通量植物生物反应器及其在遗传资源挖掘中的应用

生物反应器(bioreactor)是一种以表达目标产物或获得繁殖体为目的的设备系统,包括微生物、动物、植物生物反应器以及相关设备。植物生物反应器(phytobioreactor)是借鉴植物组织培养和微生物发酵原理制作的设备系统。其中,应用较广泛的是间歇浸没式植物生物反应器。与传统植物组织培养相比,该方法具备可换气、无需转接和大容量培养等特点。国内制作的BIOF系列新型植物生物反应器还可以利用串/并联方法,实现更高通量培养能力,其应用于植物种苗繁育、代谢产物的表达、耐盐等变异的定向筛选、植物生长发育的动态分析等方面均具备显著优势。现代植物生物技术在基础研究和产业方面的应用对植物生物反应器提出了新要求,新型生物反应器应用方法的持续改进和设备系统的不断完善,使其成为植物学领域的高效研究平台,并将促进植物育种和植物源化合物的发掘等方面研究效率的提高。     

内循环气升式生物反应器培养甘草细胞

自行设计研制了７Ｌ,９Ｌ及２５Ｌ内循环气升式生物反应器,并应用于甘草细胞的放大培养研究。在接种量为８％（Ｗ／Ｖ）通气率为０．２—０．２５ｖｖｍ的条件下,甘草细胞在反应器中生长迅速。其中在９Ｌ反应器中生长最好,最高生物量达１６．２５ｇ／Ｌ,生长速率达０．９ｇ／Ｌ．ｄ,均高于摇瓶培养。培养过程中ｐＨ值、溶氧状况通过电极自动显示记录,说明设计的气升式生物反应器适合于甘草细胞的大规模培养。     

VERO细胞生物反应器放大培养初探

目的:研究用生物反应器放大进行Vero细胞微载体培养,实现生物反应器之间Veto细胞放大培养.方法:5L微载体生物反应器以10g/L微载体浓度培养Vero细胞,96h时经漂洗、消化、接种于30L微载体生物反应器,实现放大后的30L微载体生物反应器细胞怏速增殖,期间对不同时期的微载体细胞进行细胞计数、细胞代谢分析和形态观察.结果:5L生物反应器细胞经过96h灌注培养,平均细胞密度达到7.81×10~6cells/mL.5L微载体细胞放大到30L微载体生物反应器,平均细胞收获率为32.3%;放大到30L生物反应器后经过144h培养,细胞密度达到9.19×10~6cells/mL;放大后的细胞代谢途径依然以葡萄糖氧化代谢乳酸为主.结论:生物反应器由5L到30L进行Veto细胞放大培养是可行的.     

甘草细胞在搅拌式生物反应器中的放大培养

在建立了稳定的甘草细胞搅拌式生物反应器放大培养体系的基础上,本文研究了甘草细胞在搅拌式反应器中悬浮培养的生长特性,包括细胞生长、细胞膜的透性、培养体系的p H变化及甘草黄酮合成情况等,并与摇瓶培养作比较。结果发现,同等条件下,反应器中培养细胞生物量的积累低于摇瓶培养,整个培养周期较摇瓶培养缩短。培养过程中同一时间段反应器中的p H值略低于摇瓶中的p H,细胞中H2O2的浓度是摇瓶中的1.8倍,甘草黄酮的产量是摇瓶培养的1.5倍,表明反应器中机械搅拌与流体剪切的培养环境对细胞生长起到一定程度的抑制作用,但刺激了细胞次生代谢产物甘草黄酮较高水平的合成。     

磁处理光生物反应器的研制及其应用研究

开发出一种新型气升式外环流磁处理光生物反应器,将其应用于钝顶螺旋藻的高细胞密度培养,并从光合作用的角度对磁致生物效应机理进行了初步探讨。光生物反应器主要由反应器主体（气升管道、下降管、除气室）、在线检测与控制系统,以及磁处理、光照、热交换和供所系统组成。结果表明,采用该生物反应器在０＜Ｈ＜３２０ｋＡ／ｍ的磁场强度范围内培养钝顶螺旋藻,不仅能显著加快藻细胞生长速度,而且可提高最大细胞干重浓度。钝顶螺     

新型生物反应器结构研究进展

生物反应器是生物工程的核心设备,其结构的合理性直接决定反应器生物加工的效率。生物反应器的研究一直是生物工程的核心问题之一。随着青霉素的工业化生产,机械搅拌式生物反应器应运而生,此后,随着动植物细胞培养,高等真菌培养,藻类培养等生物过程的发展,人们相应开发了大量的生物反应器,其中以机械搅拌式生物反应器和气升式样生物反应器尤为突出,本文总结了近年来文献报道的新型生物反应器,主要阐述了机械搅拌式和气升式两类生物反应器结构的研究进展,对目前国内外报道的11种新型反应器典型结构进行了总结与分析。