第三章_微载体培养技术
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大规模培养技术应用简介通过大规模体外培养技术培养哺乳类动物细胞是生产生物制品的有效方法。
20世界60-70年代,就已创立了可用于大规模培养动物细胞的微载体培养系统和中空纤维细胞培养技术。
近十数年来,由于人类对生长激素、干扰素、单克隆抗体、疫苗及白细胞介素等生物制品的需求猛增,以传统的生物化学技术从动物组织获取生物制品已远远不能满足这一需求。
随着细胞培养的原理与方法日臻完善,动物细胞大规模培养技术趋于成熟。
所谓动物细胞大规模培养技术(large-scale culture technology)是指在人工条件下(设定ph、温度、溶氧等),在细胞生物反应器(bioreactor)中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。
目前可大规模培养的动物细胞有鸡胚、猪肾、猴肾、地鼠肾等多种原代细胞及人二倍体细胞、cho(中华仓鼠卵巢)细胞、BHK-21(仓鼠肾细胞)、Vero细胞(非洲绿猴肾传代细胞,是贴壁依赖的成纤维细胞)等,并已成功生产了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、红细胞生成素、单克隆抗体等产品。
在过去几十年来,该技术经有了很大发展,从使用转瓶(roller bottle) 、CellCube等贴壁细胞培养,发展为生物反应器(Bioreactor)进行大规模细胞培养。
第一代细胞培养技术核心问题是难以产业化或者说是规模化生产:一是在工艺生产时不能大规模制备产品;二是非批量生产容易导致产品质量的不均一性;三是难以对同批生产进行生产和质量控制。
随着生物技术的发展,迫切需要大规模的细胞培养,特别是培养表达特异性蛋白的哺乳动物细胞,以便获得大量有用的细胞表达产物。
采用玻璃瓶静置或旋转瓶的培养方法,已不能满足所需细胞数量及其分泌产物。
因而必须为工业化生产开创一种新的技术方法。
自70年代以来,细胞培养用生物反应器有很大的发展,种类越来越多,规模越来越大,较常见的细胞培养生物反应器有空气提升反应器,中空纤维管反应器,无泡搅拌反应器及篮式生物反应器等。
大规模细胞培养技术简介大规模培养技术应用简介通过大规模体外培养技术培养哺乳类动物细胞是生产生物制品的有效方法。
上世纪60-70年代,就已创立了可用于大规模培养动物细胞的微载体培养系统和中空纤维细胞培养技术。
近十数年来,由于人类对生长激素、干扰素、单克隆抗体、疫苗及白细胞介素等生物制品的需求猛增,以传统的生物化学技术从动物组织获取生物制品已远远不能满足这一需求。
随着细胞培养的原理与方法日臻完善,动物细胞大规模培养技术趋于成熟。
所谓动物细胞大规模培养技术(large-scale culture technology)是指在人工条件下(设定ph、温度、溶氧等),在细胞培养工厂(Cosmo Cat.No. 1101-400 or 1101-800)或生物反应器(bioreactor)中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。
目前可大规模培养的动物细胞有鸡胚、猪肾、猴肾、地鼠肾等多种原代细胞及人二倍体细胞、cho(中华仓鼠卵巢)细胞、BHK-21(仓鼠肾细胞)、Vero细胞(非洲绿猴肾传代细胞,是贴壁依赖的成纤维细胞)等,并已成功生产了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、红细胞生成素、单克隆抗体等产品。
在过去几十年来,该技术经有了很大发展,从使用转瓶(roller bottle) 、CellCube 等贴壁细胞培养,发展为一次性细胞培养工厂(Made by Cosmo)或生物反应器(Bioreactor)进行大规模细胞培养。
第一代细胞培养技术核心问题是难以产业化或者说是规模化生产:一是在工艺生产时不能大规模制备产品;二是非批量生产容易导致产品质量的不均一性;三是难以对同批生产进行生产和质量控制。
随着生物技术的发展,迫切需要大规模的细胞培养,特别是培养表达特异性蛋白的哺乳动物细胞,以便获得大量有用的细胞表达产物。
采用玻璃瓶静置或旋转瓶的培养方法,已不能满足所需细胞数量及其分泌产物。
微载体培养动物细胞技术的研究与进展摘要:微载体是将对细胞无害的颗粒-微载体加入到培养容器的培养液中,作为载体,使细胞在微载体表面附着生长,同时通过持续搅动使微载体始终保持悬浮状态。
微载体具有比表面积大等优点,在微载体培养技术中具有决定性作用。
而微载体细胞培养技术是一种微载体与生物反应器结合的技术,现已广泛应用于组织工程领域"组织工程生物反应器系统能使细胞体外培养条件接近体内环境。
报告就近年来制备微载体的生物材料和方法探究技术以及其在培养动物细胞的研究进展做一综述,为微载体培养技术和组织工程的研究提供理论基础。
关键词:微载体、载体类型、细胞培养、综述文献引言:荷兰学者van Wezel 于1967年首先创立了。
微载体培养动物细胞技术。
在微球表面培养细胞可以在较短时间内得到大量的细胞,且细胞传代只需要添加新的微载体,基本上可避免细胞在胰酶消化过程中受到的损伤,因此微载体培养细胞技术是非常方便和有意义的。
20世纪80年代,微载体出现了商品化。
Famarcia 公司利用中性葡聚糖凝胶表面偶联正电荷基团开发出Cytodex 1、Cytodex 2和Cytodex 3系列商品,但这些微载体由于通过特殊处理都不具有降解性或降解性较差,且价格昂贵。
而理想的微载体则应具有良的生物相容性、降解可吸收性。
因此,优质微载体生物材料的开发仍是当前研究热点。
本文综合分析近年来国内外微载体制备材料和方法的研究进展,为细胞微载体培养技术和组织工程的研究提供理论基础。
1 资料和方法:1.1 资料来源由第一作者在CNKI进行检索。
网址:/。
英文资料的检索时间范围为2007/2012;中文资料的检索时间范围为2007/2012。
英文检索词为“microcarrier,biomaterials cellculture, tissue engineering”;中文检索词为“微载体,生物材料,细胞培养,组织工程”。
1.2 入选标准纳入标准:①微载体材料、制备工艺及性能的研究。
制药行业生物制药工艺创新方案第1章引言 (4)1.1 生物制药行业发展概述 (4)1.2 生物制药工艺创新的意义与挑战 (4)第2章生物制药工艺现状及发展趋势 (5)2.1 国内外生物制药工艺发展现状 (5)2.1.1 国内生物制药工艺现状 (5)2.1.2 国外生物制药工艺现状 (6)2.2 生物制药工艺发展趋势 (6)2.2.1 创新药物研发成为主流 (6)2.2.2 生物工艺技术的优化与集成 (6)2.2.3 个性化治疗与精准医疗 (6)2.2.4 跨界融合与创新 (6)2.2.5 绿色、环保工艺的推广与应用 (6)第3章基因工程技术在生物制药中的应用 (7)3.1 基因重组技术 (7)3.1.1 基因重组技术的原理与流程 (7)3.1.2 基因重组技术在生物制药中的应用实例 (7)3.2 基因编辑技术 (7)3.2.1 基因编辑技术的原理与优势 (7)3.2.2 基因编辑技术在生物制药中的应用实例 (7)3.3 基因转移与表达技术 (7)3.3.1 基因转移技术的种类及原理 (7)3.3.2 基因表达技术的优化与调控 (8)3.3.3 基因转移与表达技术在生物制药中的应用实例 (8)第4章细胞培养与生物反应器技术 (8)4.1 微生物细胞培养技术 (8)4.1.1 培养基优化 (8)4.1.2 发酵过程控制 (8)4.1.3 高密度发酵 (8)4.2 动物细胞培养技术 (8)4.2.1 无血清培养基 (9)4.2.2 微载体培养技术 (9)4.2.3 恒温灌注培养 (9)4.3 植物细胞培养技术 (9)4.3.1 植物细胞悬浮培养 (9)4.3.2 固定化植物细胞培养 (9)4.3.3 植物细胞发酵过程优化 (9)4.4 生物反应器设计与优化 (9)4.4.1 生物反应器类型及特点 (9)4.4.2 生物反应器放大工艺 (9)4.4.3 生物反应器控制策略 (10)第5章生物制药下游工艺创新 (10)5.1 蛋白质纯化技术 (10)5.1.1 离子交换层析法 (10)5.1.2 亲和层析法 (10)5.1.3 萃取法 (10)5.2 膜分离技术 (10)5.2.1 超滤技术 (10)5.2.2 微滤技术 (10)5.2.3纳滤技术 (10)5.3 凝胶过滤技术 (11)5.3.1 羟基磷灰石柱层析 (11)5.3.2 凝胶渗透层析 (11)5.4 制剂技术 (11)5.4.1 纳米制剂技术 (11)5.4.2 疫苗制剂技术 (11)5.4.3 注射用制剂技术 (11)第6章生物制药生产过程优化与控制 (11)6.1 生产过程参数监测与优化 (11)6.1.1 参数监测技术 (11)6.1.2 生产过程优化策略 (11)6.1.3 生产过程控制算法 (11)6.2 智能制造与自动化控制 (12)6.2.1 智能制造技术 (12)6.2.2 自动化控制系统 (12)6.2.3 智能优化算法 (12)6.3 过程系统集成与优化 (12)6.3.1 过程系统集成 (12)6.3.2 过程优化方法 (12)6.3.3 生产过程稳定性分析 (12)第7章生物制药质量分析与控制 (12)7.1 生物制药质量标准制定 (12)7.1.1 质量标准制定原则 (12)7.1.2 质量标准制定流程 (13)7.1.3 关键质量指标 (13)7.2 生物分析方法 (13)7.2.1 生物分析方法分类 (13)7.2.2 生物分析方法原理 (13)7.2.3 生物分析方法在生物制药中的应用 (14)7.3 生物制药质量控制策略 (14)7.3.1 质量控制策略制定 (14)7.3.2 质量控制策略实施 (14)第8章生物制药安全性评价与风险管理 (14)8.1 生物制药安全性评价方法 (14)8.1.1 临床前安全性评价 (15)8.1.2 临床安全性评价 (15)8.2 风险评估与管理 (15)8.2.1 风险识别 (15)8.2.2 风险评估 (15)8.2.3 风险控制 (15)8.2.4 风险监测与沟通 (15)8.3 生物制药监管政策与法规 (15)8.3.1 监管政策 (15)8.3.2 法规体系 (16)8.3.3 国际合作与协调 (16)第9章生物制药产业化与商业化 (16)9.1 生物制药产业化策略 (16)9.1.1 生物制药产业化的概念与意义 (16)9.1.2 生物制药产业化关键环节 (16)9.1.3 生物制药产业化策略制定 (16)9.1.4 生物制药产业化过程中的技术与管理创新 (16)9.2 生物制药市场分析 (16)9.2.1 全球生物制药市场概况 (16)9.2.2 我国生物制药市场现状与发展趋势 (16)9.2.3 生物制药市场竞争格局 (16)9.2.4 生物制药市场机遇与挑战 (16)9.3 生物制药商业化模式与案例 (16)9.3.1 生物制药商业化模式概述 (16)9.3.2 生物制药合作研发与产业化 (16)9.3.3 生物制药许可与转让 (16)9.3.4 生物制药企业并购与重组 (16)9.3.5 生物制药产业化与商业化的成功案例 (16)9.1节详细阐述生物制药产业化的概念、意义、关键环节以及产业化策略制定,重点关注技术与管理创新在产业化过程中的应用。
医药行业生物制药工艺优化方案第1章绪论 (3)1.1 生物制药工艺概述 (3)1.2 工艺优化的重要性 (4)1.3 国内外生物制药工艺优化研究现状 (4)第2章生物制药工艺流程与关键参数 (4)2.1 生物制药工艺流程 (4)2.1.1 原料处理与改造 (5)2.1.2 发酵与培养 (5)2.1.3 提取与纯化 (5)2.1.4 制剂与包装 (5)2.2 工艺关键参数及其影响 (5)2.2.1 发酵与培养参数 (5)2.2.2 提取与纯化参数 (6)2.2.3 制剂与包装参数 (6)2.3 参数优化方法 (6)2.3.1 响应面法 (6)2.3.2 人工神经网络 (6)2.3.3 遗传算法 (6)2.3.4 实验设计 (6)第3章基因工程技术在生物制药中的应用 (6)3.1 基因重组技术 (6)3.1.1 生产重组蛋白药物 (7)3.1.2 生产重组抗体 (7)3.1.3 疫苗研发 (7)3.2 基因编辑技术 (7)3.2.1 生产细胞株 (7)3.2.2 疾病模型构建 (7)3.2.3 基因治疗 (7)3.3 基因表达调控 (7)3.3.1 提高蛋白质产量 (7)3.3.2 优化蛋白质质量 (8)3.3.3 降低生产成本 (8)3.3.4 生产差异化产品 (8)第4章发酵工艺优化 (8)4.1 发酵过程控制策略 (8)4.1.1 温度控制 (8)4.1.2 pH控制 (8)4.1.3 溶氧控制 (8)4.1.4 营养物质控制 (8)4.2 发酵罐设计及操作参数优化 (8)4.2.1 发酵罐设计 (8)4.3 发酵过程监测与优化 (9)4.3.1 在线监测技术 (9)4.3.2 生物过程建模与仿真 (9)4.3.3 智能优化算法 (9)4.3.4 数据分析及工艺优化 (9)第5章细胞培养工艺优化 (9)5.1 悬浮细胞培养工艺 (9)5.1.1 悬浮细胞培养概述 (9)5.1.2 悬浮细胞培养工艺优化策略 (9)5.2 固定化细胞培养工艺 (10)5.2.1 固定化细胞培养概述 (10)5.2.2 固定化细胞培养工艺优化策略 (10)5.3 微载体细胞培养工艺 (10)5.3.1 微载体细胞培养概述 (10)5.3.2 微载体细胞培养工艺优化策略 (10)第6章蛋白质药物制备工艺优化 (10)6.1 蛋白质表达与纯化 (10)6.1.1 基因克隆与载体选择 (10)6.1.2 优化表达宿主细胞 (11)6.1.3 诱导表达条件优化 (11)6.1.4 蛋白质纯化策略 (11)6.2 蛋白质折叠与修饰 (11)6.2.1 蛋白质折叠过程及其调控 (11)6.2.2 蛋白质修饰的生物学意义 (11)6.2.3 优化蛋白质折叠与修饰条件 (11)6.3 蛋白质稳定性优化 (11)6.3.1 蛋白质降解途径及影响因素 (11)6.3.2 提高蛋白质稳定性的策略 (11)6.3.3 蛋白质稳定性评价方法 (12)第7章抗体类药物制备工艺优化 (12)7.1 抗体表达与纯化 (12)7.1.1 表达系统选择 (12)7.1.2 表达条件优化 (12)7.1.3 纯化工艺优化 (12)7.2 抗体人源化与亲和力成熟 (12)7.2.1 抗体人源化 (12)7.2.2 亲和力成熟 (12)7.3 抗体药物偶联物(ADC)制备工艺优化 (12)7.3.1 偶联技术 (12)7.3.2 偶联物质量控制 (12)7.3.3 制备工艺优化 (13)第8章疫苗制备工艺优化 (13)8.1 疫苗设计与制备 (13)8.1.2 抗原制备 (13)8.1.3 疫苗佐剂与配方 (13)8.1.4 疫苗制备工艺流程 (13)8.2 疫苗免疫效果优化 (13)8.2.1 疫苗免疫原性与免疫机制 (13)8.2.2 免疫效果评价指标 (13)8.2.3 免疫效果优化策略 (13)8.3 疫苗生产过程控制与优化 (13)8.3.1 生产过程关键参数监控 (14)8.3.2 生产工艺优化方法 (14)8.3.3 质量控制与保证 (14)8.3.4 生产过程安全管理 (14)第9章药物质量控制与工艺优化 (14)9.1 药物质量分析 (14)9.2 质量控制策略 (14)9.3 工艺优化在质量控制中的应用 (15)第10章生物制药工艺优化案例分析 (15)10.1 抗体类药物工艺优化案例 (15)10.1.1 案例背景 (15)10.1.2 工艺优化方案 (15)10.1.3 优化效果 (15)10.2 疫苗制备工艺优化案例 (16)10.2.1 案例背景 (16)10.2.2 工艺优化方案 (16)10.2.3 优化效果 (16)10.3 蛋白质药物制备工艺优化案例 (16)10.3.1 案例背景 (16)10.3.2 工艺优化方案 (16)10.3.3 优化效果 (16)10.4 生物制药工艺优化发展趋势与展望 (16)第1章绪论1.1 生物制药工艺概述生物制药工艺是指运用生物技术手段,以生物体或其组成部分为原料,通过细胞培养、微生物发酵、蛋白质工程等方法,生产具有预防、诊断、治疗等作用的药物生产工艺。
细胞工程练习题及答案《细胞工程》练习题第一章细胞工程简介1、什么叫细胞工程?细胞工程(Cell engineering)是指以细胞为对象,应用生命科学理论,借助工程学原理与技术,有目的地利用或改造生物遗传性状,以获得特定细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。
2、简述细胞工程的应用?①动植物快速繁殖。
主要是指采用细胞工程技术实现优良动植物的快速繁殖以及濒危物种的保护。
主要技术包括:试管植物、人工种子、试管动物、克隆动物等。
②细胞重组与新品种培育。
主要是指在细胞、细胞器、染色体、细胞核或组织水平上进行遗传性状改良或培育出生物新品种。
③细胞工程生物制品。
利用动植物细胞、组织培养或者转基因动植物生物反应器生产生物制品是现代细胞工程的一个代表性领域,主要包括食品、药物、生物能源等。
④细胞疗法与组织修复。
干细胞是当今生命科学最前沿领域,有望给现代医学带来一场革命。
利用培养的细胞或者离体再造的组织修复受损细胞与组织或器官的技术,属于细胞工程最新发展领域之一。
3、细胞工程与其它学科的关系第五章植物人工繁殖一、名词解释细胞全能性(totipotency):指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能。
细胞脱分化(Dedifferentiation):脱分化又称去分化,是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程,即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。
细胞再分化(Redifferentiation):是指在离体条件下,无序生长的脱分化的细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。
细胞再分化过程事实上是基因选择性表达与修饰的人工调控过程。
植物组织培养(Planttissue culture):是将植物器官、组织、细胞或原生质体等外植体材料无菌条件下培养在人工培养基上,在适当条件下诱发长成完整植株的一种技术。
微载体培养技术
微载体培养技术是一种利用微载体作为受体细胞的小型平台的技术。
微载体通常是微型珠子或微型微孔板形式的小球,它们能够提供纳米尺度的接触面积,从而提高细胞培养的效率。
在微载体上,细胞可以生长、分化和扩增。
此外,微载体还具有良好的生物相容性和生物降解性,可避免对细胞的毒性影响。
利用微载体培养技术,可以为组织工程、药物筛选和疾病模型研究提供可靠的平台。
例如,利用微载体培养技术,可以建立肿瘤组织模型,在更真实的环境中研究肿瘤的生长和转移机制。
此外,微载体还可以用于神经细胞的培养和修复,反向工程肝脏、心脏等器官,建立疾病模型等。
总之,微载体培养技术为生命科学研究提供了全新的思路和方法,为开拓新领域和解决具体问题提供了技术支持。