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動植物細胞培養(yǎng)是指動、植物細胞在體外條件下的存活或生長。動植物細胞培養(yǎng)與微 生物 細胞培養(yǎng)有很大的不同(表14-1)。由于動物細胞無細胞壁,且大多數(shù)哺乳動物細胞附著在固體或半固體的表面才能生長;對營養(yǎng)要求嚴(yán)格,除氨基酸、維生素、鹽類、葡萄糖或半乳糖外,還需有血清。動物細胞對環(huán)境敏感,包括pH值、溶氧、C0 2 、溫度、剪切應(yīng)力都比微 生物 有更嚴(yán)的要求,一般須嚴(yán)格的監(jiān)測和控制。相比之下,植物細胞對營養(yǎng)要求較動物細胞簡單。但植物 細胞培養(yǎng) 一般要求在高密度下才能得到一定濃度的培養(yǎng)產(chǎn)物,而且植物細胞生長較微生物要緩慢,因此長時間的培養(yǎng)對無菌條件及反應(yīng)器的設(shè)計具有特殊的要求。
在生物技術(shù)中,人們已經(jīng)利用細菌、絲狀真菌的大量培養(yǎng)來生產(chǎn)各種酶、 抗生素 、蛋白質(zhì)、 氨基酸 等產(chǎn)物,但是很多有重要價值的生物物質(zhì),如毒素、疫苗、干擾素、單克隆抗體、色素、香味物質(zhì)等,必須借助于動、植物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)來獲得。從20世紀(jì)50年代以來,這方面已取得一些進展。但是,目前的技術(shù)還遠不能滿足細胞生物產(chǎn)品應(yīng)用的要求,隨著動植物培養(yǎng)技術(shù)研究的深入,顯示出廣闊的發(fā)展前景。
表14-1 動植物、微生物細胞的培養(yǎng)特征
種類 比較項目 | 微生物 | 動物細胞 | 植物細胞 |
大 小 懸浮生長 營養(yǎng)要求 生長速率 代謝調(diào)節(jié) 環(huán)境敏感 細胞分化 剪切應(yīng)力敏感 傳統(tǒng)變異,篩選技術(shù) 細胞或產(chǎn)物濃度 | 1~10μm 可以 簡單 快,倍增時間0.5~5小時 內(nèi)部 不敏感 無 低 廣泛使用 較高 | 10~100μm 多數(shù)細胞需附著表面才能生長 非常復(fù)雜 慢,倍增時間15~100小時 內(nèi)部、 激素 非常敏感 有 非常高 不常使用 低 | 10~100μm 可以,但易結(jié)團,無單個細胞 較復(fù)雜 慢,倍增時間24~74小時 內(nèi)部、 激素 能忍受廣泛范圍 有 高 有時使用 低 |