探析大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品的運(yùn)用進(jìn)展

摘 要：探析大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品的方法進(jìn)行分析，主要包含空心纖維法、微囊法及微載體法，且結(jié)合大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，提出大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品中應(yīng)用的工藝選擇方式，以期能夠真正發(fā)揮大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，為現(xiàn)代獸用生物制品的運(yùn)用與發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；獸用生物制品

中圖分類號(hào)：Q813.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0333-02

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)逐漸在醫(yī)學(xué)研究、生物學(xué)研究中得到推廣應(yīng)用，在各類大規(guī)模生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。當(dāng)前大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品制作方面應(yīng)用的價(jià)值較高，但是由于受到傳統(tǒng)工藝技術(shù)的影響，總體的應(yīng)用效果還會(huì)受到較大影響。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品運(yùn)用中的應(yīng)用，能夠提升培養(yǎng)的技術(shù)水平，優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)的環(huán)境，且有助于轉(zhuǎn)變細(xì)胞培養(yǎng)的特性，對現(xiàn)代獸用生物制品產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展能夠產(chǎn)生重要影響。文章將結(jié)合當(dāng)前獸用生物制品的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)研究活動(dòng)帶來一定借鑒價(jià)值。

1 大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品中應(yīng)用的方法

動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)是建立在貼壁培養(yǎng)與懸浮培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，將早期流式細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)融入其中，充分發(fā)揮生物技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值?？v觀當(dāng)前大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，其技術(shù)具體包含空心纖維法、微囊法以及微載體法。

1.1 空心纖維法

空心纖維法最初所應(yīng)用的纖維為醋酸纖維素與硝酸纖維素組合而成，作為具有透過性特點(diǎn)的濾膜，其外徑約在1/3～3/4mm之間，表面存在諸多海綿孔結(jié)構(gòu)，水分、氣體以及營養(yǎng)物質(zhì)等能夠從此經(jīng)過，且貼附其上進(jìn)行生長。培養(yǎng)期間培養(yǎng)系統(tǒng)主要是由3～6層空心纖維構(gòu)成[1]。大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)期間，可以將其種在空心纖維外腔。在培養(yǎng)一段時(shí)間之后，細(xì)胞能夠達(dá)到一定的密度，細(xì)胞不會(huì)繼續(xù)增長，但是能夠持續(xù)進(jìn)行分泌，保證其蛋白質(zhì)與各類生物物質(zhì)的需求。這種動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方式比較簡單，在分離細(xì)胞、純化細(xì)胞分泌物中應(yīng)用的價(jià)值均相對較高，在生產(chǎn)技術(shù)與單抗期間能夠得到推廣應(yīng)用。

1.2 微囊法

微囊細(xì)胞培養(yǎng)為美國Damon Biotech公司所提出，是一種相對比較理想的大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方式，其技術(shù)應(yīng)用原理即為在大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)期間，首先將需要培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞懸浮在海藻酸鈉溶液中，而后將其通過成滴裝置逐步置入到CaCl2溶液中[2]。海藻酸鈉在融入CaCl2溶液后便能夠成為半透膜微囊，進(jìn)而使細(xì)胞封閉其中，將具有細(xì)胞的微囊懸浮在培養(yǎng)液中，通過營養(yǎng)物質(zhì)半透膜進(jìn)入到微囊中為細(xì)胞提供養(yǎng)分，細(xì)胞的代謝產(chǎn)物也能夠通過半透膜排出，細(xì)胞分泌的大分子物質(zhì)則能夠被阻攔，進(jìn)而使諸多的物質(zhì)聚集在囊中。在培養(yǎng)一段時(shí)間之后，細(xì)胞中密度達(dá)到107/ml，則分離收集微囊，最后破開微囊便能夠得到諸多高度純化的大分子產(chǎn)物。

1.3 微載體法

微載體培養(yǎng)法主要是由天然的葡聚糖、纖維素或膠原等物質(zhì)制作成為固體小球，其直徑在60～250μm之間，其原理在于能夠?qū)⒓?xì)胞無害的微載體融入到培養(yǎng)液中[3]。微載體法的應(yīng)用，能夠使細(xì)胞貼著微載體表面生長，單位體積內(nèi)所能夠培養(yǎng)的效果相對較高，細(xì)胞產(chǎn)率相對較高，且能夠?qū)腋∨囵B(yǎng)與貼壁融合為一體，更加適合于動(dòng)物的大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)。同時(shí)，微載體法的應(yīng)用方式比較簡單，獲取方式便捷，大規(guī)模生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)條件較好，是一種相對比較理想的培養(yǎng)方式，但是應(yīng)用期間對載體的要求相對較高。

2 大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品中應(yīng)用的工藝選擇

大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品中的應(yīng)用，可以通過批次培養(yǎng)、流加培養(yǎng)以及灌注培養(yǎng)的方式展開，合理選擇工藝技術(shù)能夠提升細(xì)胞培養(yǎng)的有效性。

2.1 批次培養(yǎng)

批次培養(yǎng)為常見的大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方式，主要是借助機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器展開工作，將細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)之后，與培養(yǎng)基一同融入到生物反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)[4]。實(shí)際培養(yǎng)過程中不但能夠調(diào)節(jié)pH值與溶氧，且能夠保持其成分不變，不必添加其他成分，體積具有固定性特點(diǎn)。批次培養(yǎng)的方式下操作方式比較簡單，工藝技術(shù)更加易于學(xué)習(xí)，能夠直接呈現(xiàn)出反應(yīng)細(xì)胞的生長與代謝情況，在生產(chǎn)抗體與蛋白分析方面應(yīng)用的價(jià)值較高。

但是批次培養(yǎng)方式下也存在著一定的缺點(diǎn)，比如初期營養(yǎng)物質(zhì)相對比較豐富，易于形成細(xì)胞過量應(yīng)用的情況，生成諸多代謝產(chǎn)物，致使細(xì)胞生長與發(fā)育受到限制[5]。在實(shí)際的批次培養(yǎng)過程中，需要注重培養(yǎng)過程的觀察，特別是在培養(yǎng)后期，需要適當(dāng)增添營養(yǎng)物質(zhì)，保證細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.2 流加培養(yǎng)

流加培養(yǎng)是在批次培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器系統(tǒng)展開工作。懸浮培養(yǎng)細(xì)胞或以懸浮為載體培養(yǎng)貼壁細(xì)胞[6]。細(xì)胞初期接種的培養(yǎng)不需要一次性融入到反應(yīng)器中，在實(shí)際培養(yǎng)的過程中需要基于細(xì)胞生長與代謝的情況適當(dāng)進(jìn)行增加，保持葡萄糖與谷氨酰胺等營養(yǎng)物質(zhì)均衡，進(jìn)而使細(xì)胞持續(xù)生長到相對較高的密度中。

在目標(biāo)產(chǎn)品達(dá)到相對較高的水平狀態(tài)后，流加培養(yǎng)的效果也會(huì)呈現(xiàn)。因?yàn)榱骷优囵B(yǎng)的操作方式比較簡單，且具有易于放大的特點(diǎn)，其應(yīng)用效果比較理想，更加易于靈活展開操作。在實(shí)際的研究過程中可以在各類生物制品生產(chǎn)中靈活應(yīng)用，在獸用生物制品研究中應(yīng)用的效果也相對比較理想。

2.3 灌注培養(yǎng)

灌注培養(yǎng)指的是細(xì)胞與培養(yǎng)基一同融入到反應(yīng)器之后，細(xì)胞增長與產(chǎn)物形成，需要融入新的培養(yǎng)基，且能夠?qū)⒉糠峙囵B(yǎng)基取出，灌注培養(yǎng)期間常用的生物反應(yīng)器主要包含兩個(gè)類型：①攪拌式生物反應(yīng)器、中空纖維生物反應(yīng)器；②具有固定床、流化床生物反應(yīng)器。

攪拌式生物反應(yīng)器具有細(xì)胞截流裝置，能夠懸浮培養(yǎng)細(xì)胞。中空纖維生物反應(yīng)器能夠持續(xù)實(shí)現(xiàn)灌流操作。主要是應(yīng)用中空纖維半透膜，通過小分子量的產(chǎn)物與底物展開實(shí)驗(yàn)操作。截流的細(xì)胞與分子量相對較大，對產(chǎn)物分泌性動(dòng)物細(xì)胞的生產(chǎn)能夠產(chǎn)生重要影響，在雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)單克隆抗體中應(yīng)用的范圍較廣。

固定床和流化床生物反應(yīng)器也是常見的灌注培養(yǎng)方法。固定床是在反應(yīng)器中裝配固定的籃筐，中間裝填聚脂纖維載體，細(xì)胞可附著在載體上生長，也可固定在載體纖維之間，對營養(yǎng)成分的傳遞、氧氣的傳輸?shù)饶軌虍a(chǎn)生重要影響，使細(xì)胞在載體中快速生長。流化床生物反應(yīng)器是在流體上升運(yùn)動(dòng)的過程中，使固體顆粒維持在懸浮狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，在固定化細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)用的價(jià)值較高。

3 結(jié)束語

大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在獸用生物制品的運(yùn)用價(jià)值較高，有助于提升獸用生產(chǎn)制品的質(zhì)量，生產(chǎn)的效果。未來研究與發(fā)展中還需要進(jìn)一步加強(qiáng)分析，結(jié)合細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)不斷進(jìn)行分析，科學(xué)選擇反應(yīng)器培養(yǎng)的方式。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-5-21

作者簡介：石 勝（1983-），漢族，廣西東蘭人，碩士研究生，主要從事獸用生物制品的生產(chǎn)、研發(fā)、銷售以及相關(guān)的技術(shù)服務(wù)和技術(shù)咨詢工作。