无血清细胞培养基添加蛋白_白蛋白和转铁蛋白的制备和纯化_张勤

重组蛋白在无血清培养基中发酵一、重组蛋白概述重组蛋白是通过基因工程技术将特定基因导入宿主细胞，使其表达出具有特定功能的蛋白质。

它在生物制药、医学研究、工业生产等多个领域都有着广泛的应用。

1.1重组蛋白的表达系统重组蛋白的表达系统主要包括原核表达系统和真核表达系统。

原核表达系统如大肠杆菌，具有繁殖快、成本低等优点，适合大规模生产一些结构简单的重组蛋白。

真核表达系统包括酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞等，能表达出更接近天然结构和功能的重组蛋白，但成本相对较高，培养条件也较为复杂。

1.2重组蛋白的应用领域在生物制药领域，重组蛋白可用于生产治疗性蛋白质药物，如胰岛素、干扰素等。

在医学研究中，它可作为工具蛋白用于研究蛋白质的结构和功能。

在工业生产方面，重组蛋白可用于生产生物酶、生物传感器等。

二、无血清培养基的特点与优势无血清培养基是一种不含有动物血清成分的细胞培养基。

2.1无血清培养基的成分它主要包含氨基酸、维生素、无机盐、葡萄糖等基本营养成分，同时还添加了一些生长因子、激素、脂质等物质来满足细胞生长和蛋白质表达的需求。

2.2无血清培养基的优势与传统的含血清培养基相比，无血清培养基具有以下优点：成分明确，便于对培养过程进行精确控制；减少了血清带来的潜在污染风险，提高了产品质量和安全性；有利于下游产品的分离和纯化，降低了生产成本。

三、重组蛋白在无血清培养基中发酵的关键因素3.1宿主细胞的选择不同的宿主细胞对无血清培养基的适应性不同。

原核宿主细胞如大肠杆菌在无血清培养基中的生长和蛋白表达特性需要深入研究。

真核宿主细胞如酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞在无血清培养基中的营养需求和培养条件也各有差异。

3.2培养基配方的优化无血清培养基的配方需要根据宿主细胞的类型和重组蛋白的表达要求进行优化。

例如，对于需要大量表达特定重组蛋白的细胞，可能需要增加某些生长因子的含量。

同时，要考虑营养成分之间的平衡，以确保细胞的正常生长和蛋白表达。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910164725.7(22)申请日 2019.03.05(71)申请人 上海医药工业研究院地址 200040 上海市静安区北京西路1320号申请人 中国医药工业研究总院(72)发明人 谢丽萍　胡又佳　朱文　吴珺艺　阮江雄　韩姝　徐磊　(74)专利代理机构 上海弼兴律师事务所 31283代理人 薛琦　王卫彬(51)Int.Cl.C12P 21/02(2006.01)C12N 15/81(2006.01)C07K 14/765(2006.01)C07K 1/22(2006.01)C12R 1/84(2006.01) (54)发明名称一种人血清白蛋白的制备方法及其纯化方法(57)摘要本发明提供了一种人血清白蛋白的制备方法，其包括将产人血清白蛋白的巴斯德毕赤酵母菌接种于培养基中发酵，从发酵液中获得人血清白蛋白即可；所述培养基为除了甘油和毕赤酵母微量元素1两种组分外，其余组分浓度均至多降低为1/4的BSM培养基，优选降低为1/4～1/2的BSM培养基。

本发明还提供了一种人血清白蛋白的纯化方法。

利用本发明的制备方法制得的人血清白蛋白的产量及其占总蛋白的比例均显著高于现有技术，且该制备方法中所使用的培养基成本显著降低，且无动物源性病毒污染的风险，从而显著降低制备方法的成本。

利用本发明所述的纯化方法纯化的回收率显著提升，并且最终产品的纯度也显著进一步提升。

权利要求书2页 说明书11页序列表2页 附图11页CN 111662944 A 2020.09.15C N 111662944A1.一种人血清白蛋白的制备方法，其特征在于，其包括将产人血清白蛋白的巴斯德毕赤酵母菌(Pichia pastoris)接种于培养基中发酵，从发酵液中获得人血清白蛋白即可；其中，所述培养基为除了甘油和毕赤酵母微量元素1两种组分外，其余组分浓度均至多降低为1/4的BSM培养基，优选降低为1/4～1/2的BSM培养基。

细胞血清培养基和无血清培养基的配制以及区别细胞培养基是如何配制的？培养细胞的完全培养基由基础培养基和添加剂(如血清或无血清培养用的某些确定的激素及生长因子)组成，培养基的配方一直在改进，其中包括抗生素和抗有丝分裂剂等等。

基础培养基绝大多数培养基是建立在平衡盐溶液基础上，添加了氨基酸、维生素和其它与血清中浓度相似的营养物质。

最广泛应用的培养基是迈健基础培养基和迈健培养基营养添加物的混合物，其中含有13种必须氨基酸、8种维生素。

而迈健培养基也包括非必须氨基酸，维生素的范围亦很广，另外常规含有无机盐和代谢添加剂(例如核苷酸)。

现应用于快速生长的细胞，同培养基含有相同的营养成分，但浓度高出2~4倍。

选择某种培养基，应仔细了解成分表，应知道大多数情形下培养基都有不足。

例如，有些培养基在氨基酸中包括有谷氨酸，而这种培养基虽广泛用于神经生物学领域，但它对某些对谷氨酸敏感的可能有细胞外毒性损伤的神经元而言，则并非最佳选择，特别是如果神经元生长在缺乏胶质的环境中时。

F12中含有硫酸亚铁，据报道也有神经毒效应。

在所有这些培养基中，谷氨酸比其他氨基酸有更高的浓度，这是因为它具有不稳定性以及在许多细胞培养中它常用作碳源。

对于神经元的培养常常在基础培养基中增加葡萄糖的含量到0.6%或者加入丙酮酸(若培养基中这两种物质缺乏时)。

但通常在原代培养中使用也能有比较令人满意的结果。

血清细胞在单纯的基础培养基中不能存活，在特殊类型的细胞培养中必须提供某些痕量营养物质及生长因子才能使细胞得以生长并维持生长状态。

基础培养基常常要添加血清，血清终浓度多为5~20%。

特殊用途的血清来源须用经验确定，广泛应用的血清种类有马血清与胎牛血清。

胎牛血清中富含有丝分裂因子，常选其作增殖细胞用的血清，也用于细胞系和原代培养。

而马血清常常用来作有丝分裂后的神经元培养。

然而，很多人也将胎牛血清用于神经元培养，也有人用马血清来培养胶质细胞。

用大鼠进行神经元培养的某些研究者喜欢使用同型血清;人类的胎盘血清，亦曾用于神经组织的器官类型的培养，也用在一些特殊培养种类中。

无血清培养基的市场调查报告第一章无血清培养基概述通常，动物细胞的生长均有赖于血清的存在，在普通培养基中，如不加血清，绝大部分细胞不能增殖。

目前，血清培养基中通常添加的比较好的血清是牛血清。

经研究发现细胞培养中使用牛血清存在污染外源病毒和致病因子的风险：由于不同批次牛血清间的生物活性和因子的不一致，导致产品和实验结果的重现性差：制品中残留的牛血清易引起接种者对血清的过敏反应。

无血清培养基(Serum-Free Media)，通常以SFM表示，顾名思义，就是在细胞培养中不需要添加血清，但是在某些应用中可能要添加生长因子或细胞因子。

无血清培养基中添加了血清的主要成分：粘附因子、生长因子、必需的营养物质和激素等，能减少血清带来的不利因素，使细胞培养的条件更稳定。

经历了天然培养基、合成培养基后，无血清培养基和无血清培养成为当今细胞培养领域的一大趋势。

采用无血清培养可简化纯化和鉴定各种细胞产物的程序，避免病毒污染造成的危害。

一、无血清细胞培养基及其优缺点（一）无血清培养基及分类无血清培养基是继天然培养基，合成培养基之后的第三类培养基。

与传统的培养基相比较，无血清培养基是不含动物血清或其他生物提取液，但仍可以维持细胞在体外较长时间生长、繁殖的一种培养基。

无血清培养基由于其组成成分相对清楚，制备过程简单，在现代生物技术学领域得到广泛应用。

无血清培养技术也是阐明细胞生长，增值，分化及基因表达调控的基础研究问题的有力工具。

目前，无血清培养基的研究有两个方向：一是培养基中不含有任何动物来源的添加组分；二是培养基中不含有不明确的添加组分。

依此可以将当前应用较多的无血清培养基归纳为以下四种：1.一般意义上的无血清培养基，用各类可代替血清功能的生物材料配制细胞培养基，如牛血清白蛋白（BSA），转铁蛋白，胰岛素等生物大分子物质，以及从血清中提取的去除蛋白质的混合脂类以及水解蛋白等。

其特点是培养基中的蛋白含量较高，添加物质的化学成分不明确，其中含有大量的动物来源蛋白。

无血清细胞培养摘要：本文综述了动物和昆虫细胞培养对细胞培养基的要求，并且在总结细胞培养基化学成分的基础上归纳了细胞无血清培养的条件和目前的研究现状。

关键词：细胞培养无血清细胞培养是从生物体内取出细胞, 模拟其体内的生理环境, 在无菌、适温和丰富的营养条件下, 使细胞生存、生长并维持结构和功能的技术。

细胞培养基成分要求在动物和昆虫细胞培养中，培养基是细胞培养的关键, 培养基是细胞赖以生长、增值、分化的重要因素。

不同种类的昆虫细胞对氨基酸有不同的要求, 至少有14种必需的氨基酸是细胞本身不能合成而必须由培养基提供的。

细胞需要谷氨酰胺合成核酸和蛋白质, 维生素对促进昆虫细胞生长、促进细胞贴附有作用, 泛酸、异已酸、乙酸及核黄素等对细胞的存活是有利的,胆碱、吡哆醇、硫胺素、尼克酰胺等可促进细胞增殖, 无机盐在培养基中维持昆虫细胞生长的渗透压。

水解乳蛋白和酵母提取物是昆虫细胞培养基中最常用的添加物。

缺少谷氨酰胺会影响到细胞的生长速度，细胞需要谷氨酰胺合成核酸和蛋白质，几乎所有的昆虫细胞对谷氨酰胺都有较高的要求。

因此，昆虫细胞自身合成谷氨酰胺不如直接在培养基中摄取有效，所以各类培养基中都含有较高浓度的谷氨酰胺。

有机酸，单独测试时只有苹果酸有生长促进作用。

联合使用时，则对细胞生长有显著的促进作用。

一般认为，泛酸、异己酸、乙酸及核黄素等对细胞的存活是有利的，而胆碱、吡哆醇、硫胺素、尼克酰胺等可促进细胞增殖。

在昆虫细胞培养基中无机盐浓度略高，这是因为昆虫细胞要在高于哺乳动物细胞生长的渗透压中生长，并且各无机盐离子之间需要平衡，其中Na+／K+比例在某些细胞系中有严格的要求。

某些微量元素如Fe2+、Mn2+、Cn2+、Zn2+、A13+等能促进细胞贴附和增加产量，其中A13+和Zn2+还可以促进病毒的感染和复制。

在昆虫细胞悬浮培养中还需添加一些多聚物如甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮和聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物等，以保护细胞免受机械剪切力的损伤和降低细胞聚集程度。

适于重组CHO细胞培养的⽆⾎清培养基的制备_张⼤鹤中国⽣物制品学杂志2011年10⽉第24卷第10期Chin J Biologicals October 2011，Vol.24No.10CHO 细胞表达系统在⽣物制药领域具有重要的地位，⼤量蛋⽩类药物使⽤该系统进⾏表达。

⽆⾎清培养基（Serum-free medium ，SFM ）是在基础培养基的基础上，添加成分完全确定或部分确定的⾎清替代成分发展⽽来的，更适合于⼤规模⽣产。

但这些培养基中仍含有动物源成分，具有潜在的危险。

因此，开发⽆蛋⽩、⽆动物源的⽆⾎清培养基仍是研究的⽅向。

本实验室前期开发了适⽤于重组CHO 细胞⽣长和重组蛋⽩⽣产的⽆⾎清、低蛋⽩培养基SFMC ，该培养基适⽤于培养多种重组CHO 细胞株。

本⽂在SFMC 培养基的基础上，分别采⽤铁盐、锌盐和⾮动物来源的蛋⽩⽔解物替代其中的⽜转铁蛋⽩（Bovine transferrin ）、⽜胰岛素（Bovine insulin ）和动物组织⽔解物（Primatone ）这3种动物源成分，开发出了⽆动物源、⽆蛋⽩培养基（Protein-free midium，PFM ），并在此基础上进⼀步开发出了化学成分确定的培养基（Chemically defined medium ，CDM ），现报道如下。

作者单位：华东理⼯⼤学⽣物反应器⼯程国家重点实验室（上海200237）．通讯作者：易⼩萍，E-mail ：xpyi＠ecust．edu．cn【基础研究】适于重组CHO 细胞培养的⽆⾎清培养基的制备张⼤鹤易⼩萍张元兴孙祥明【摘要】⽬的制备适于重组CHO 细胞培养的⽆⾎清培养基（Serum-free medium ，SFM ）。

⽅法在本室制备的⽆⾎清、低蛋⽩培养基SFMC 的基础上，开发⽀持重组CHO-K1细胞⽣长的⽆动物源、⽆蛋⽩培养基（Protein-free midium ，PFM ，以柠檬酸铁、硫酸锌和酵母⽔解物替换SFMC 中的转铁蛋⽩、胰岛素和动物组织⽔解物）及化学成分确定的培养基（Chemically defined medium ，CDM ，以PFM 培养基为基础，通过调整和优化氨基酸的浓度和其他部分营养物质浓度制备），评价各种⽆⾎清培养基的适应性、稳定性以及冻存、复苏性能，并分别在125ml 摇瓶和1.4L ⽣物反应器中进⾏培养。