细胞工程习题(答案)(1)

细胞培养技术习题(含答案)

第一章动物细胞培养概述

一、名词解释

细胞培养:是指将动物活体体内取出的组织用机械或消化的方法分散成单细胞悬浮液,然后放在类似于体内生存环境中,进行孵育培养,使其生存、生长并维持其结构与功

能的方法。

组织培养:从生物体内取出活的组织在体外进行培养的方法。

器官培养:将活体内的器官(一般是胚胎器官)、器官的一部分或器官原基取出,在体外培养的方法。

二、填空题

1.体外培养(或组织培养)主要包括_细胞培养_,_组织培养_,和_器官培养_ 三种类型。

2._Harrison_的实验开创了动物组织和细胞培养的先河,他建立了_盖玻片悬滴_培养法

3.在卡氏瓶原理的启发下,出现了用试管培养,继而又出现了多种类型的_培养瓶、_培养

皿和_多孔培养板_的培养。从20世纪40年代开始,大多数培养工作都过渡到用_瓶子_培养

4.在动物细胞培养方法的发展过程中,具有历史意义的培养方法有盖玻片悬滴培养法,_

旋转管培养的方法_,_灌注小室培养法_,和目前普遍应用的单层细胞培养法

5.早期细胞培养采用_天然_培养基,现在广泛采用添加___血清_____的_人工合成培养基,

近二十年来,动物细胞培养朝着无血清_培养基的方向发展。

三问答题

1、动物细胞培养技术现已应用到那些领域?请举例说明。

动物细胞培养技术几乎已应用到生物、医学研究的各个领域。这门技术自创立至今,已在多个学科领域乃至生产实践中均发挥了巨大的作用。

一、在生物学领域的基础研究中的应用

离体培养的动物细胞具有培养条件可人为控制且便于观察检测的特点,因而可广泛应用于生物学领域的基础研究中。

1.在细胞生物学上的应用

2.在遗传学上的应用

除了可用培养的动物细胞进行染色体分析外,还可结合细胞融合技术建立细胞遗传学,进行遗传分析和杂交育种。

3.在胚胎学上的应用

通过体外培养卵母细胞,并进行体外受精、技术而应用于家畜的繁殖生产中。

4.在病毒学上的应用胚胎分割和移植己发展成了一种较成熟的

在制备减毒活疫苗和诊断用抗原时,离不开细胞这一病毒增殖的场所。另外,在病毒学研究中,用培养的动物细胞代替试验动物做斑点分析.

5.在药理学领域的应用

二、在临床医学上的应用

1.用于遗传疾病和先天畸型的产前诊断

目前,人们已经能够用羊膜穿刺技术获得脱落于羊水中的胎儿细胞,经培养后进行染色体分析或甲胎蛋白检测即可诊断出胎儿是否患有遗传性疾病或先天畸型。

2.用于癌症的早期诊断和预防

我国的科学工作者通过培养淋巴细胞,病人,以便进行及早的预防和治疗。

3.用于临床治疗并对其染色体进行对比分析检测出易患癌症的

4.用于药物效应的检测

检测治疗肝病的药物可选用肝细胞、检测抗癌药物可选用癌细胞。

三、在动物育种上的应用

四、在生物制品生产上的应用

2、动物细胞培养有哪些要求和那些方法?

动物细胞培养工作的基本要求:

1.培养前准备

2.操作间消毒

3.洗手和着装

4.火焰消毒

5.实验中的操作要求

动物细胞培养工作的工作方法:

细胞培养是一种操作程序比较复杂、需求条件多而严格的实验性工作,工作时必须注意一定的方法,主要有以下几点予以重视。

①将所有操作程序如洗刷、配液、消毒等,制定出统一的规范和要求,并在一定时间内保持相对稳定和要求人人遵守。

③各种用液(培养液、胰蛋白酶、Hanks液、NaHCO2、抗生素液)均应由专人负责配制,并保证做到制备浓度精确、灭菌可靠。所有制备好的溶液和试剂瓶上都要有标签,注上名称、浓度、消毒与否和制备日期。

③一切培养用品都要有固定的存放地点,其中尤为重要的是,培养用品与非培养用品应严格分开,已消毒与末消毒品应严格分开存放。

以上一切措施都是为了避免各种杂质混入细胞生存环境、防止微生物感染和细胞“污染”。所谓细胞污染,是指不同细胞之间因操作不当造成的相互混杂,使细胞群体不纯的现象。近年来世界上不少实验室都出现过这种事故,应引起注意。

第二章动物细胞培养的基本知识

一、名词解释

贴壁依赖性细胞:细胞必须贴附于支持物表面才能生长,因此又称为贴壁型细胞。

非贴壁依赖性细胞:细胞在体外生长时不需要贴附于支持物表面,可以悬浮状态在培养液中生长,这种细胞又称为悬浮型细胞。

接触抑制:是指体外培养的细胞在贴附底物上连接成片、相互接触后失去运动的现象,这是某些贴附生长型细胞的特征之一。

无限细胞系:由于某种因素的影响,细胞可能发生自发转化,即细胞获得持久性增殖能力,这样的细胞群体称为连续细胞系。

脱分化:指的是细胞在体外不可逆地失去它们原有的特性。

二、填空

1. 体外培养的动物细胞其生长方式主要贴壁生长和悬浮生长两种,分别称为贴壁型细胞和悬浮型细胞。体外培养的动物细胞其生长方式以贴附生长为主。

2. 贴壁生长的体外培养动物细胞,按形态来分,大体分为成纤维细胞型、

上皮细胞型、游走细胞型、多形细胞型四种类型,最常见的为前两种。

3. 细胞在体外生长时具有一些特点,其中主要是贴附生长、接触抑制和密度依赖性。

4. 培养细胞生命期可分为原代培养期、传代培养期、衰退期三个阶段。

三、问答题

1. 什么是培养细胞的一代生存期?培养细胞的一代生存期可分为哪几个阶段?各有何特点?

答:a,细胞的一代生存期指从细胞接种到下一次再传代接种的一段时间。

b,培养细胞的一代生存期分为潜伏期、指数生长期、停滞期三个阶段。

C,潜伏期:又分为悬浮期,细胞质回缩,胞体呈球形;贴壁期,细胞开始附着或贴附于底物表面上,并逐渐伸展;潜伏期,细胞可有运动活动,基本无增殖,少见分裂相。

指数生长期:是细胞一代中活动最好的时期,培养物中的细胞数量呈指数生长,在接种适宜的情况下,指数生长期持续一段时间后,随细胞数量不断增多,生长空间渐趋减少,最后细胞相互接触汇合成片。

停滞期:细胞数量达到饱和密度,细胞停止增殖,但仍有细胞代谢活动,接着培养液中营养渐趋耗尽,代谢产物积累,PH降低。

2. 培养细胞需要哪些营养?它需要在什么样的环境下生长?这些环境如何获得?

答:A.营养需要:氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素、促生长因子及一些生长必须的钾、钠、铁等元素。

B.生存环境:培养用水充足,培养温度及PH适宜,气体条件及渗透压适宜,还有无毒

无菌无污染的培养环境。

C.环境的获得:

3. 培养细胞需要哪些主要仪器?在使用时需要注意什么?

第三章动物细胞培养的准备工作

一、填空题

1、玻璃器皿的清洗程序主要包括_浸泡_、刷洗、_浸酸、和__冲洗。

2、目前大多数实验室采用的浸酸酸液的主要成分是_浓硫酸__和重鉻酸钾__。

3、细胞培养用品的包装主要包括_局部包装__和___全包装__两种类型,如前者适宜的器皿有_烧杯__、_容量瓶__等,后者适宜的器皿有__注射器、_胶塞__等。细胞培养中塑料制品中主要采用_射线消毒_方法进行灭菌,人工合成培养基和酶液采用___过滤消毒___方式进行灭菌。

细胞培养实验前实验者的皮肤主要用__75%的酒精_或__新洁尔灭___来消毒灭菌,实验室地面采用_来苏儿__定期拖洗消毒,培养室空气可以用紫外线_或_乳酸蒸汽__消毒。

BSS中文名称为__平衡盐溶液_,具有维持渗透压、稳定PH等作用,常用作洗涤组织和细胞以及配置各种培养用液的基础溶液。

动物细胞培养基中常用的消化液有_胰蛋白酶消化液_、_胶原酶消化液和_EDTA—2Na _三种,常在_贴附型细胞原代_培养或_传代培养中用来离散细胞。

要想取得好的细胞培养效果,在合成培养基中添加_天然培养基__构成完全培养基是非常必要的,通常它的灭活处理方法是_热灭活__。

二、简答题

1、塑料制品的清洗步骤是什么?

答:塑料器皿耐腐蚀能力强,但质地软,大多不耐热。塑料器皿的清洗意识要防止划痕,二是用后要立刻浸入清水中,严防附着物干结。如果残留有附着物,可先用脱脂棉轻轻擦掉,再用流水冲洗干净,接着用2%的NaOH液浸泡过夜,取出后用自来水冲洗8-10次,然后用3% -5%盐酸溶液浸泡15-30分钟,取出后用自来水冲洗多次,在在双蒸水漂洗5-6次,倒净器皿内的双蒸水,置37度恒温箱内晾干即可。

2、用高压蒸汽灭菌锅进行湿热灭菌时应注意什么?

答;湿热灭菌时,消毒品不能装得过满,以保证消毒器内气体的流通,在加热升压之前先要打开排气阀门,排除残留在容器内的冷空气,导气管一定要沿着灭菌锅内胆上的升制的通气孔道到达灌的底部并且不能堵塞。冷空气排尽后,关闭排气阀门;继而开始升压,当达到所需要的压力时,通过调节高压蒸气锅的电源开关,是压力稳定在所需数值后并开始计算时间。在消毒过程中,消毒者不能离开,要经常检查压力是否恒定,如有偏离,应及时调整。

3、谷氨酸胺在培养基中的主要作用是什么?配液时应该注意哪些问题?

答:

1)谷氨酰胺的作用:在细胞的代谢工程中发挥重要作用,是细胞合成核酸和蛋白质的必需的氨基酸;缺少谷氨酰胺时,细胞会因为生长不良而死亡。

培养液在4°C冰箱中储存2周以上时,还应重新加入原来量的谷氨酰胺。一般来说,谷氨酰胺溶液都是单独配制的,以便在需要时加入培养液内。常把其配制成100倍的浓缩母液,浓度为200mmol/L(29.22g/L)。使用时,在每100ml培养液中加入0.5—2ml谷氨酰胺母液,使其终浓度为1—4mg/L即可。

4、人工培养基常用的有哪些(列举1~2种)?采用人工培养基有什么优点?

答:

1)人工培养基常用培养基:

主要有有MEM培养液,DMEM培养液,RPMI—1640培养液,HamF12培养液等等。

2)采用人工培养基优点:因为合成培养基是根据动物体内细胞生长所需成分人工模拟合成的、配方恒定的一种较理想的培养基,其主要成分是氨基酸,维生素,碳水化合物,盐离子和一些其他辅助物质,培养基成分固定,有利于控制实验条件的标准化,合成培养基的应用促进了培养细胞的发展,合成培养基可以用于特殊研究的细胞培养工作,杂交瘤技术细胞培养,肿瘤细胞培养,单细胞培养等等方面。2)配液时应该注意的问题:谷氨酰胺在溶液中很不稳定,应置于-20°C冰箱中保存,在使用前加入培养液中。因为谷氨酰胺在4°C下放置7d就会分解50%,所以已含谷氨酰胺的

5、胎牛血清在细胞培养中起什么作用?如何从外观大致判断血清质量的好坏?

胎牛血清在细胞培养中对许多细胞系均有促生长作用,主要用于细胞株的保藏以及特殊娇贵细胞株的体外培养。

质量好的血清应该是透明清亮的土黄色或棕黄色,无沉淀或是极少量沉淀,比较粘稠。如发现血清浑浊、不透明、含有许多沉淀物,说明血清污染或是血清中的蛋白质变性;若血清呈棕红色,说明血清中的血红蛋白含量太高,取材时有溶血现象;如果摇晃时感觉液体稀薄,说明血清中渗入的生理盐水太多。

6、完全培养基中各成分在细胞培养过程中的作用分别是什么?

答:在基础培养基中添加血清、抗生素等物质后成为完全培养基,也叫(血清)细胞培养基。完全培养基根据添加血清量的多少,可分为细胞生长培养基和细胞维持培养基两种。

完全培养基中的成分包括氨基酸,碳水化合物,维生素,无机盐类,促生长因子,辅酶,核酸,嘌呤,嘧啶,激素等等,除此之外,还需加入牛血清。各成分作用列举如下:

1)氨基酸:细胞合成蛋白质的原料,保证细胞正常的生理代谢过程;

2)碳水化合物:细胞生长主要的能量来源,有些糖类是合成氨基酸,脂肪,核酸的原料;3)维生素:细胞生长必不可少的有机化合物,帮助细胞维持渗透压平衡和调节细胞膜功能,有些无机盐是维生素,激素,酶形成中的原料;

4)促生长因子:对于维持细胞功能,保持细胞的状态具有十分重要的作用;促进细胞增殖;5)牛血清:血清含有各种氨基酸,维生素,无机物,脂类物质,核酸衍生物都是细胞生长所需的基本营养物质;也提供激素,基础培养基中少有的营养成分,低分子营养物等;提供结合蛋白,识别维生素,脂类,金属离子,调变物质能力;与有毒金属和热源物质结合,起解毒作用;是细胞贴壁,铺展所需因子的来源,

第四章动物细胞培养的基本技术和方法

一、名词解释

原代培养

原代培养也叫初代培养,是从供体进行细胞分离之后至第一次传代之前的细胞培养阶段。

组织块培养法

组织块培养是将组织剪切成小块后,接种于培养瓶进行培养。组织块培养法是常用的,简便易行的以及成功率较高的原代培养方法。

消化培养法

消化培养法是采用组织消化分散法将细胞间质包括基质、纤维等妨碍细胞生长的物质去除,使细胞分散,形成悬液,从而易于外界吸收养分和排出代谢产物.

细胞生长曲线

细胞生长曲线是测定细胞绝对生长数的常用方法,也是判定细胞活力的重要指标,是培养细胞生物学特性的基本参数之一。以培养时间为横轴,细胞浓度为纵轴作图,即得生长曲线。

传代

细胞由原培养瓶内分离稀释后传到新的培养瓶的过程称之为传代。

二、填空

1、组织块的分离方法有机械分散法、剪切分离法、消化分离法。

2、目前,较常用的消化试剂有胰蛋白酶、胶原酶、EDTA消化液。

3、接种培养瓶的细胞数量一般为5×105-1×106/ml 。

4、培养细胞的污染一般包括微生物污染、细胞交叉污染、化学物质的污染。

5、细胞冻存时DMSO常用的浓度为10%的浓度。

三、判断(正确画“√”,错误画“X“)

1、一般来说,成熟个体较胚胎容易培养,正常组织较肿胀净组织容易培养。(X)

2、分离液体性原代细胞悬液时,可采用长时间高速离心。(X)

3、消化过程中使用的液体应不含Ca2+和Mg2+。(√)

4、培养液变黄、常温,一般是由细菌污染引起。(√)

5、消化传代法一般用于悬浮细胞的传代。(X)

6、细胞冻存和复苏的方式应采用快冻慢融法。(X)

四、问答题

1、原代取材培养时有哪些基本要求?P59

答:(1)无菌取材(2)取材器械要锋利(3)及时培养(4)剔除与培养细胞无关的成分(5)营养要丰富(6)采用易培养的组织进行培养(7)注意保存原代培养组织的相关材料及信息。

2、如何分离原代组织材料?P61

答:1.细胞悬液的分离方法:对于细胞悬液,可采用低速离心法分离。一般用500~1000r/min 离心5~10min。

2.组织块的分离方法:(1)机械分散法在对一些纤维成分很少的组织,如脑组织‘部分胚胎组织以及一些肿瘤组织等进行培养时,可以直接用机械方法进行分散。现在较为常用的是用注射器针芯挤压组织块通过不锈钢筛网的方法。

(2)剪切分离法:在进行组织块移植培养时,可以采用剪切法,即将组织剪或切成1mm3左右的小块后分离培养。(3)消化分离法:消化法是结合生化和化学手段把已剪切成糊状的组织进一步的方法。常用的消化方法有:胰蛋白酶消化法和胶原酶消化法。

3、细胞的常规检查包括哪些内容?P65

答:细胞的常规检查包括:(1)培养液重点观察培养液的颜色和透明度的变化。(2)细胞生长情况:用倒置显微镜观察。(3)细胞形态变化:对生长状态不良的细胞首先要查明原因,采取相应措施进行处理,如换液、排除污染、废弃等。(4)微生物污染:主要包括细菌、霉菌、酵母菌、支原体等的污染。

4、你如何认定培养细胞被微生物污染了?怎样排除微生物对培养细胞的污染?

微生物污染主要包括细菌、霉菌、酵母菌、支原体等的污染。细菌、霉菌、酵母菌污染最典型的表现为培养液浑浊,液体内漂浮菌丝或细菌。支原体污染时则不同,对于传代稳定、生长规律的细胞系,往往表现为培养条件没有改变而细胞生长却明显变缓、胞质内颗粒增多、有中毒表现,但培养液多不发生浑浊,即可考虑为支原体污染。细菌和霉菌的污染多发生在传代、换液和加药等操作之后,霉菌和细菌繁殖迅速,能在很短时间内抑制细胞生长或产生有毒物质导致细胞死亡。

真菌污染及排除: 污染培养细胞的真菌种类很多,常见的有烟曲霉、黑曲霉等,霉菌污染一般肉眼可见,交易被发现,短期内培养液多不浑浊,在培养液中形成白色或浅黄色漂浮物。瓶外的污染物需及时用酒精棉球擦洗清涂,以防其通过瓶口传入瓶内;如被污染可考虑采用制霉菌素25ug/ml或酮康唑10ug/ml对细胞进行处理。细菌污染及排除:常见的污染菌有大肠杆菌、白色葡萄球菌等。抗生素对预防和杀灭细菌有一定效果。抗生素联合使用比单独使用效果好,预防性应用比污染后使用效果好。如已发生细菌污染,在使用抗生素,常难以根除。有价值的细胞被污染后,可使用5~10倍常用抗生素剂量的冲击方法,加药作用24~28h,在换入常规培养液中,有时可排除污染。支原体污染的排除:a抗生素处理,如使用四环素类、大环内酯类、泰乐菌素及一些氟喹诺酮等;b高热处理,将受污染的细胞置41℃作用5~10h,最长达18h,可以破坏支原体。;c巨噬细胞和抗生素联合处理;d鼠的传代处理;e 血清处理。

5、如何进行培养细胞的运输?P74

应根据运输时间长短或距离远近来进行不同的细胞装运。

1.长距离运输(几天)

①选择生长良好的单层细胞,去掉陈旧培养液,补充新培养液至瓶颈部,保留微量空气,拧紧瓶盖。这样可避免由于液体晃动导致的细胞损伤。

②瓶口用胶带缠紧密封,并用棉花包裹(做防震防压处理)。

③到达目的地后,吸出多余的培养液(此液可继续使用),保留细胞生长所需液量,常规培养数小时或过夜,次日传代。

2.短距离运输(几小时)

去掉大部分生长液,仅留少量液体覆盖单层细胞,防止细胞干燥,细胞面朝上。

3.细胞悬液空运

①将浓度为6×105 个/ml的细胞悬液于0―4℃放置24h.

②将细胞悬液混匀后,200r/min离心30min,弃去含酶的上清液,加4℃新鲜培养液,是细胞终浓度为2.4×106个/ml。

③将细胞装于4℃的冰盒内空运,到达目的地后以200r/min离心30min,弃去上清液,加新鲜培养液,调节细胞数为6×105个/ml,然后接种于培养瓶。

4.液氮咚存运输

利用1L液氮罐或大号暖瓶装液氮,将冻存细胞管移入液氮中,这样可将细胞转送到其他场所。

第五章动物细胞的大规模培养

一、名词解释

动物细胞大规模培养技术:是指在人式条件(除满足培养过程必需的营养要求外,还要进行pH和溶解氧的最佳控制)下,在细胞生物工程反应器中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。

微载体:是指直径在60~250μm,能适用于巾壁细胞生长的微珠,一般是由天然葡聚糖或者各种合成的聚合物组成。

微载体细胞培养:是在培养液内加入培养液及对细胞无害的颗粒—微载体,作为载体,使细胞在微载体表面附着并呈单层生长繁殖,通过持续搅动(为避免剪切力对细胞质的影响,搅拌速度一定要慢)使微载体始终保持悬浮状态的培养方法。

微囊化细胞培养方法:是指在无菌条件下将拟培养的细胞、生物活性物质以及生长介质共同包裹在薄的半透膜中形成微囊,再将微囊放入培养系统内进行培养的方法。

中空纤维细胞培养:是模拟细胞在体内生长的三维状态,利用一种人工的“毛细血管”即中空纤维来为培养的细胞提供物质代谢条件而建立的事种大规模培养方法。

二、填空题

1、根据动物细胞的培养特性不同,可采用悬浮培养、贴壁培养和固定化培养等三种培养方

法进行动物细胞大规模培养。

2、在动物细胞大规模培养中,能为细胞提供贴附表面的培养目前主要有旋转瓶、中空纤维、

细胞工厂和微载体等。

3、制备固定化细胞的方法很多,在动物细胞培养中要考虑使用较温和的固定化方法,如吸

附法、包埋法和微囊化法。

4、无论培养何种细胞,就操作方式而言,深层培养可分为分批式、流加式、半连续式、连

续式和灌注式五种发酵工艺。

5、针对动物细胞培养特性开发的搅拌式生物反应器,主要有笼式通气搅拌反应器、双层笼

式通气搅拌反应器等。

6、用气流代替不锈钢叶片进行搅拌,因而产生的剪切力相对温和,对细胞损伤较小的生物

反应器是气升式生物反应器。

三、问答题

1、目前由动物细胞大规模培养的产物包括哪几类?请分别列举出2~3个产物。

答:目前由动物细胞大规模培养的产物包括:1.疫苗类:狂犬病疫苗、乙肝疫苗、巨细胞病毒疫苗等;2.多肽和蛋白质类药物:生长激素、白细胞介素-2和神经因子等;3.免疫调节剂及单克隆抗体:干扰素、免疫球蛋白等。P94

2、动物细胞大规模培养的工艺流程主要包括哪些步骤?

答:将组织切成碎片、用溶解蛋白质的酶处理而得到单个细胞、离心收集细胞、将细胞植入培养基中培养、酶解培养瓶中的细胞层、再接种到若干培养瓶中进行扩大培养

3、什么是悬浮培养?悬浮培养有何缺点?

答:悬浮培养是指让细胞在生物反应器中自由悬浮生物增殖的培养方法。缺点:不能采用灌流培养,导致细胞密度较低,另外只有少数细胞适合悬浮培养。

4、微载体的选择有何要求?

答:微载体:是指直径在60~250μm,能适用于巾壁细胞生长的微珠,一般是由天然葡聚糖或者各种合成的聚合物组成。具体要求如下:1.微载体表面性质要适于细胞附着、伸展和增殖;2.微载体材料没有毒性,且不会与培养基成分发生化学反应,也不会吸收培养基中的营养成分;3.微载体的密度一般为1.03~1.05g/ml,以便换液和收获;4.微载体直径要尽可能小最好控制在60~250μm之间,要尽可能均一;5.要具有良好的光学透明性,以便观察;

6.能承受120℃高温;

7.制作原料充分,价格便宜,制作简便,且经适当处理后能反复使用。

5、微载体培养的操作包括哪些步骤?

答:微载体培养的操作包括五个阶段:培养初期阶段、黏附贴壁阶段、维持培养阶段、微载体培养的放大阶段。

6、微囊化培养中微囊的制备应注意哪些问题?

答:微囊化培养中微囊的制备应注意:温和、快速、不损伤细胞,尽量在液体和生理条件下操作;所用试剂和膜材料对细胞无毒害;膜的孔径可控制,必须使营养物和代谢物自由通过;膜应有足够的机械强度可抵抗培养中的搅拌。

7、理想的动物细胞生物反应器应满足基本要求?试比较教材所介绍的几种生物反应器各

自的优缺点。

答:理想的动物细胞生物反应器应满足:1.在低剪切力及良好的混合状态下,能够提供充足的氧以供细胞生物及细胞进行产物的合成;2.生物反应器的结构要有比较好的传质、混合民及密闭的性能,既能保证培养细胞的正常生长和产物的合成,又能避免一切外来污染;3.制造反应器所用的各种材料要对细胞无毒性;4.培养环境的各种物理化学参数能自动检测和调节控制,并且精度要高,以利于培养过程的检测和调节;5.反应器应便于操作和维修。8、几种生物反应器各自的优缺点的比较:

第六章特殊细胞培养概要

一、填空

1. 为了促进上皮细胞的生长,需要从表皮分离、培养液和基质选择、增减适当的生长因子等方面抑制微生物生长。

2. 上皮细胞培养器皿的表面需包被生长基质如胶原等。

3. 在上皮细胞的实际培养中,常将DMEM 和HamF12 培养基按一定比例混合使用。

4. 用于内皮细胞培养的标本多为鼠脑皮质毛细血管、牛主动脉、牛肾

上脂皮质毛细血管、人脐静脉以及人皮肤和脂肪的毛细血管。

5. 神经元细胞的培养底物需要经过胶原或聚L-赖氨酸的特殊处理。

6. 神经生长因子、有丝分裂抑制剂(如阿糖胞苷、5-氟脱氧尿嘧啶)可以防止非神经元细胞的生长,用于神经元细胞的纯化。

7. 肿瘤细胞培养过程中常用的促细胞生长因子有胰岛素、氢化可的松、雌激素。

8. 神经胶质细胞主要取材部位为中枢神经系统的皮质组织。

9. 神经组织的体外培养主要包括神经元和神经胶质细胞的培养。

10. 永生性也称不死性,即在体外培养中细胞表现为可无限传代而不凋亡。

11. 侵袭性是肿瘤细胞的扩张性增殖行为,体外培养的癌细胞仍持有这种性状。

二、判断

1、上皮细胞培养中使用的各种液体包括细胞冻存液、分离液以及培养液都需要添加比其他组织培养浓度更高的抗生素。(O )

2、神经元细胞培养需要极高的营养条件,一般以RPMI-1640与Ham F12混合培养基

(1:1,体积比)作为基础培养基。(X )

3、人肿瘤细胞主要来自外科手术或活检瘤组织。(O )

4、制备肿瘤细胞时应尽量选用退变组织。(X )

5、干细胞才是支持肿瘤生长的成分。( X )

6、饲养层细胞培养法是目前表皮细胞体外培养的较为成熟的技术。(X )

三、简答题

1、体外培养肿瘤细胞的生物学特性有哪些?

①永生性

②形态和性状

③侵袭性

④生长增长

⑤细胞遗传

⑥异质性

2、应用体外培养技术进行肿瘤研究具有的优点。

①可以免受机体内部因素的影响,从而便于研究理化和生物因素对肿瘤细胞生命活动的影响

②便于眼睛肿瘤细胞的结构和功能

③肿瘤细胞可长期保存以便于观察其遗传行为的改变

④用于抗癌药物的快速筛选

3、常用的排除成纤维细胞的方法有哪些?简述其操作过程。

机械刮除法、反复贴臂法、消除排除法

机械刮除法:a.制备无菌刮头 b.标记 c.刮除 d.用Hanks液冲洗一两次,冲洗被刮掉的细胞 e.注入培养液继续培养,如发现仍有成纤维细胞残留,可重复刮除至完全除掉为止

反复贴臂法:a.细胞生长达一定数量后,倒出原瓶内培养液,用以蛋白酶消化后,Hanks液冲洗2次,加入不含血清的培养液,反复吹打制成细胞悬液

b.取三个培养瓶,分别编号为A 、B、C

先把悬液接种入A培养瓶中,然后置温箱中静止培养5~20min ,取出并轻轻倾斜培养瓶,让液体集中在培养瓶的一个角后,慢慢吸出全部培养液,,再转接到B培养液中;向A瓶中补充少许完全培养液置温箱中继续培养。

c.B 培养瓶中细胞培养5~20 min后,按A 瓶的处理方法,把培养液注入C培养瓶中置温箱中培养;再向B瓶中补加完全培养机制温箱中继续培养。

第七章与动物细胞培养相关的部分实验技术

一、填空

1.制备单克隆抗体的融合是指将免疫小鼠的(脾细胞)和(小鼠骨髓瘤细胞)融合。

2.融合过程中使用的促溶剂主要是(聚乙二醇)。

3.第一个单克隆抗体是(1975 )年制备成功的。

4.常用的细胞转染方法有(磷酸钙转染)、(脂质体转染)和(DEAE-葡聚糖转染)。

5.单克隆抗体的大量制备普遍采用的方法是(杂交瘤技术)。其他参考答案:小鼠腹腔

接种法

6.杂交瘤细胞克隆化的方法很多,常用的包括(有限稀释法)和(软琼脂平板法)。

7.在细胞融合过程中瘤细胞株应用最多的是(杂交瘤)细胞株。

8.细胞融合培养时加入在(HAT )选择系统,目的是保证只有杂交瘤细胞生长。

二、名词解释

单克隆抗体:是由一种B细胞克隆所产生的只针对某一特定抗原决定簇的抗体分子。

细胞的基因转染:将外源性基因采用化学或物理的方法人工地导入细胞的技术,就叫做细胞的基因转染,又叫基因转移、基因转导。

三、判断题

1.脂质体法比磷酸钙法转染的效率高。(√)

2.促溶剂PEG的最适使用浓度为60%~80%。(×)

3.融合过程中PEG作用细胞的时间通常以1~2min为宜。(√)

4.在单抗制备过程中可以采用任何品系的动物进行免疫。(×)

四、简答题

1.HAT培养基筛选杂交瘤细胞的机理是什么?

答:HAT培养基是含次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶核苷(T)及氨基蝶呤(A)的一种选择培养基,这三种成分均与细胞DNA合成有关。A可阻断细胞利用正常途径合成DNA,细胞在含有氨甲喋呤的培养基中不能通过正常途径合成DNA。这时正常细胞可以通过“补救途径”,由TK 和HGPRT酶利用T和H合成核酸而繁殖。瘤细胞是HGPRT酶阴性细胞,自身不能通过补救合成途径合成DNA而繁殖。B细胞虽含有HGPRT,但在体外培养只存活5~7d。融合细胞(杂交瘤细胞)含有B细胞和瘤细胞,其中瘤细胞能利用B细胞的HGPRT酶通过补救途径合成DNA而繁殖。因此在HAT培养基中,HGPR T—或TK—瘤细胞死亡,淋巴细胞亦逐渐死亡,只有融合成功的杂交瘤存活。

2.骨髓瘤细胞和脾细胞融合过程中应特别注意的几个问题是什么?

答:(1)细胞比例。骨髓瘤细胞与脾细胞的比例可从1:2到1:10不等,常用1:5到1:10之

间的比例。

(2)反应时间。各个步骤都需在规定的时间下严格操作。

(3)反应温度。整个融合过程都要在370C的水浴中进行,所需试剂要在370C预热。

(4)PEG的选择。相对分子质量为1000~6000的PEG均可用,分子量越大,毒性越强,单分子量过小,又影响融合效果。

3.单克隆抗体和多克隆抗体有何区别?

答:如果用经免疫过的动物的脾细胞获得杂交瘤细胞,则得到单克隆抗体,如果用动物的血清,则得到多克隆抗体。单抗是有单个细胞起源的细胞克隆分泌的,所以只针对蛋白抗原的单一抗原决定簇,而多抗是有多个不同克隆的B细胞产生的,是多种细胞的混合物,但其中的每一种抗体也只是针对一种决定簇。多克隆抗体纯度较低、特异性较差、易引起交叉反应和过敏反应,且产量有限。单克隆抗体性质纯、效价高、特异性强,可以避免交叉反应,提高了抗原—抗体反应的敏感性和特异性。

第八章植物细胞培养概论

一、名词解释

外植体:在植物组织培养中由活体植物上提取下来的,接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等,称为外植体。

愈伤组织:指在人工培养基上,由外植体的表面形成的一团不定形的排列疏松的薄壁细胞。脱分化:指在植物组织细胞培养中,一个成熟细胞或已分化细胞转变为未分化状态的过程。细胞全能性:每个细胞都携带着一套完整的基因组,因此具有发育成完整植株或个体的潜在能力。

二、判断题

1. 愈伤组织是脱分化的植物组织细胞。(F)

2. 在植物组织培养和细胞培养中都包含愈伤组织培养。(T)

3. 植物细胞培养的主要目的是获得所需的细胞和各种所需的产物。(T)

三、填空

1、外植体经自来水冲洗后应进行(浸润灭菌、灭菌剂处理、无菌水刷洗)三步,完成灭菌过程。

2、植物组织培养的理论依据是植物细胞的全能性

3、1943年,(White)正式提出植物细胞全能性理论,认为每个植物细胞具有母株植物的全套遗传信息,具有发育成完整植株的能力。

4、植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒,利用(茎尖分生)组织培养可脱去病毒,获得脱毒植株。

5、用于外植体表面灭菌的灭菌剂主要有(次氯酸钙)、(过氧化氢)、(氧化汞)等。

四、问答题

1、植物细胞培养和植物组织培养的不同体现在哪些方面?

答:①培养对象不同:一般来说,以各种植物的器官和组织,如根、茎、叶、花、未熟的果实、种子、愈伤组织等为培养对象的培养技术属于植物组织培养;而以各种形式的植物细

胞,如脱分化的薄壁细胞(愈伤组织)、单细胞、单倍体细胞、原生质体、小细胞团、固定化细胞等为培养对象的培养技术属于植物细胞培养。愈伤组织培养既属于组织培养又属于细胞培养。

②培养目的不同:植物组织培养的主要目的是获得所需的植物组织和再生植株,还可以生产某些次级代谢物,在名贵花、木、瓜、果种苗(试管苗)的产业化生产、种苗的脱毒、植物的大规模快速繁殖等方面具有重要的意义和应用价值;而植物细胞培养的主要目的是获得所需的细胞和各种所需的产物,也可以利用植物细胞培养进行生物转化,将外源底物转化为所需的产物,还可以利用植物细胞培养进行种质保存、人工种子的制备和植株的大规模快速繁殖等。

2、植物细胞培养在农业方面有哪些应用?

答:①在植物育种方面的应用:(1)单倍体育种:通过花药(花粉)培养获得单倍体植株,然后通过秋水仙素处理使其染色体加倍,可以迅速使后代基因型纯和,加速育种进程。(2)胚培养:采用幼胚(或胚胎、胚珠等)离体培养使自然条件下早熟的幼胚发育成熟,获得杂种后代。(3)体细胞杂交:体细胞杂交是打破物种间生殖隔离,实现其有益基因的交流,改良植物品种,以达到创造植物新类型的有效途径。(4)细胞突变体的诱变与筛选:在培养过程中,培养物的细胞处于不断分裂的状态,易受培养条件和外界压力的影响而发生变异。(5)遗传转化:可以获得抗逆,高产及优质的转基因植株,能解决植物育种中用常规杂交方法所不能解决的问题,并能与常规育种方法相结合,建立高效育种技术体系。

②在植物脱毒方面的应用:许多植物,特别是无性繁殖植物均受到多种病毒的侵染,造成严重的品种退化,产量降低,品质变劣,利用茎尖分生组织培养可脱去病毒,获得脱毒植株。

③在离体快繁方面的应用:传统的植物繁殖是在田间或在温室中进行有性繁殖或无性繁殖,效率低,时间长,不利于优良品种和新品种的大规模推广应用。由于植物离体繁殖快速,而且材料来源单一,遗传背景均一,不受季节和地区等的限制,重复性好,离体快繁比常规方法快数万倍至百万倍。

④在植物种质资源保存方面的应用:利用植物细胞继代培养或者冷冻保存的方法进行种质保存,不仅简单方便,而且可以使植物的遗传特性得以长期稳定地保存,对于稀有植物品种、优良植物品种和新型植物品种的种质保存具有重要的意义。同时,离体保存的材料不受各种病虫害侵染,而且不受季节的限制,所以利于种质资源的地区间及国际间的交换。

3、外植体的清洗和灭菌如何操作?

答:可应用70%酒精和一定浓度的次氯酸钠溶液来灭菌外植体,其方法如下:

①材料的选取与清洗

1)选择无菌斑和虫害的植株作为母株。

2)剪取所需叶片、茎段(2~3厘米)及根等材料,在自来水下冲洗掉泥土等杂物。

3)在加有洗洁精的水中清洗材料,并用自来水冲洗干净,分装如干净的三角烧瓶中,备用。

②灭菌(在超净工作台上操作)

1)在装有材料的三角瓶中加入70%酒精至浸没材料,1~2分钟(可根据材料经试验而定)后迅速倒掉酒精。

2)在装有材料的瓶中加入6%~20%的安替福明溶液5~30分钟(浓度和时间可根据材料经试验而定),在此过程中不断摇晃三角瓶并用火焰烧瓶口数次。

3)在无菌条件下,用无菌水将材料冲洗至少三次,即可。

第九章植物细胞培养的条件

一、选择题

1.接种工具灭菌常采用(A)

A.灼烧

B.高压

C.过滤

D.熏蒸

2.具有促进愈伤组织生产的物质是(B )

A.维生素PP

B.维生素B1

C.维生素B6

D.甘氨酸

3.微量元素母液的配制浓度(B )

A.10倍

B.100倍

C.1mg/ml

D.10mg/ml

4.配制10倍大量元素母液,所需硝酸铵(C )mg

A.9000

B.3700

C.16500

D.4400

5.配制100倍有机物母液时,所需维生素B1( B )mg

A.0.4

B.10

C.100

D.0.1

6.下列哪种不是组织培养常用的维生素(A )

A.维生素B2

B.维生素B1

C.维生素B6

D.维生素C

7.下列哪种激素不属于生长素类(C )

A.IAA

B.IBA

C.6-BA

D.NAA

8.下面哪种是MS培养基大量元素所用药剂(A )

A.硫酸镁

B.硫酸亚铁

C.硫酸锌

D.硫酸铜

二、判断题

1.MS培养基是没有激素的培养基。(F )

2.铁盐母液可配成100倍液,配制培养基时移取100ml。(F )

3.琼脂只起固化作用,本身并不提供任何营养。(T)

三、填空

1.培养基PH一般调节为5.0~6.0 ,常用HCl和NaOH方法来进行。

2.磷是构成蛋白质及核酸的主要成分,这种物质又是细胞膜、细胞核的重要组成部分。磷也是ATP 的成分,这是一种常见的直接能量物质。

3.微量元素母液可配成100 倍,配制培养基时移取10 ml。

4.高压灭菌可以对培养基及蒸馏水、玻璃器皿、镊子等进行灭菌。

5.放冷气时压力表指示为0.05 MPa,在0.1MPa时锅内温度为121℃。

四、问答题

1.植物细胞培养所需的基本设备有哪些?

答:高压灭菌锅,超净工作台、培养架、酸度计、天平、低温低速台式离心机、倒置显微镜、双筒解剖镜、生物显微镜、水浴锅、旋转式培养架和摇床、蒸馏水发生器或去离子水装置、培养箱、超声波清洗洗器。

2.植物细胞培养基本成分有哪几大类?各类试剂在保存方法上有何要求?

答:植物细胞培养基的主要万分包括水、无机营养、有机成分、抗生素等。大量元素母液的保存方法是保存于4℃冰箱中;微量元素母液的保存方法是保存于冰箱中;铁盐母液的保存方法是储存于棕色玻璃瓶中,并保存于冰箱中;有机物母液的保存方法是保存于冰箱中;植物激素母液的保存方法是保存于冰箱。

3.细胞培养中,常用的植物生长调节剂有哪几类?它们的主要功能是什么?

答:细胞培养中常用的植物生长调节剂主要分五大类;具体如下:①生长素,主要功能是促进细胞伸长生长和细胞分裂,诱导愈伤组织产生,促进生根;②细胞分裂素,主要功能是诱导芽的分化促进侧芽萌发生长,促进细胞分裂与扩大,抑制根的分化;③赤霉素,能

刺激在培养基中形成的不定胚正常发育成小植株;④脱落酸,能够促进体细胞胚胎发生的频率,促进体细胞胚胎的成熟,减少机型胚胎发生;⑤其他类激素,例如乙烯,它能够促进果实成熟、脱叶、发芽以及根和苗的生长等。

4.配制植物细胞培养基时为什么要配制母液?如何配制培养基的各种母液?对各种母液

浓缩的倍数有何要求?

答:为使用方便和用量准确,配制培养基前常要配制母液。各种母液的配制方法如下:①大量母液,按照配方用量,各种化合物扩大10倍称取后,蒸馏水溶解混合并定容至1000ml;

②微量元素,按配方用量100倍,蒸馏水溶解、稍加热,按一定顺序混合并定容至1000ml;

③铁盐母液,分别称取一定量硫酸亚铁和乙二胺四乙酸二钠配成100倍浓度螯合态铁盐混合冷却定容至1000ml;④有机物质母液,按配方用量100倍分别称取,溶解后定容至100ml;

⑤植物激素母液,一般配制浓度0.1~2mg/ml。生长素类(IAA、NAA、IBA)NAOH或酒精溶解后定容所需体积。细胞分裂素类(KT、6-BA)少量HCL加热溶解后加水定容。

5.配制铁盐母液有何特殊要求?为什么?

答:一般用硫酸亚铁和乙二胺四乙酸二钠配成100倍浓度的螯合态铁盐比较稳定,因此需要单独配制。因为铁盐容易沉淀。

6.常用的培养基灭菌方法有哪几种?如何选择?

答:常用的培养基灭菌方法有高压蒸汽灭菌和过滤灭菌两种。当培养基的所有成分都是对热稳定的时,应选择高压蒸汽灭菌。而当培养基中包含热不稳定的成分时,应选择过滤灭菌。

第十章植物细胞培养的基本过程和方法

一、名词解释

外植体:指从植物体上取出的用于无菌培养或直接分离细胞的部分植物组或器官。

脱分化:已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时,已停止分裂的细胞,又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,

失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞。

愈伤组织:植物各种器官的外植体在离体培养条件下,细胞经脱分化等一系列生理生化过程,改变原有的特性继而转变形成一种能够迅速增殖的无特定结构和功能的薄壁细胞

团,称为愈伤组织。

悬浮培养:指的是一种在受到不断搅动或摇动的液体里培养基里,培养单细胞及小细胞团的细胞培养系统。通过悬浮培养能够提供大量较为均匀的细胞,为研究细胞的生长、

分化创造方法和条件。

固定化培养:固定化细胞是指固定在载体上,在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。以这种方式进行的细胞培养叫做细胞固定化培养。

单细胞培养:是指从植物器官、愈伤组织或悬浮培养液中游离出单个细胞进行培养的一门技术。

植板率:是指通过平板培养后形成细胞团的单细胞数与接种细胞总数的比值。

原生质体:是指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。

二、填空

1、请列出外植体常用的五种消毒剂:氯化汞(升汞)、次氯酸钠、次氯酸钙、过氧化氢、

酒精。

2、愈伤组织的形成分为起始期、分裂期、形成期三个时期。

3、悬浮细胞培养的同步化方法有体积选择法、低温处理法、饥饿法、抑制法。

4、植物细胞固定化的方法有:吸附法、包埋法。

5、植物单细胞培养的方法有看护培养法、微室培养法、平板培养法、条件培养法。

6、原生质体纯化方法有沉降法、漂浮法、不连续梯度法。

三、判断

1、在选择组织培养材料时,季节对外植体无明显影响。(×)

2、单细胞平板培养的效率是通过植板率来反映的。(√)

3、植物细胞固定化培养可适用于各种次级代谢产物的生产。(×)

4、原生质体多在盐溶液作渗透稳定剂的培养基中培养。(×)

5、原生质体分离常用的酶种类有纤维素酶类、果胶酶类、蜗牛酶和胼胝酶等。(√)

四、简答题

1、简述植物外植体选择的基本原则。

用于直接分离植物细胞的外植体,必须选择适当生长期的健康植株,并选择细胞间粘连程度小的植物组织、器官。

2、植物细胞获取的方法有哪些?

从外植体直接分离植物细胞

通过愈伤组织诱导获取植物细胞

3、简述愈伤组织形态发生的途径。

a)起始期,又称诱导期,是指细胞准备进行分裂的时期。这个时期的细胞大小无

明显变化,细胞内RNA含量迅速明显增加,细胞核变大,酶活力相应产生变化

等。

b)分裂期,经过诱导期之后,外植体外层细胞开始迅速分裂,进入分裂期。这一

时期由于细胞分裂的速度大大超过细胞伸展的速度,细胞体积迅速变小,逐渐

回复到分生状态。在这个过程中细胞分裂进入最旺盛时期,细胞数目迅速增加,

细胞体积小,细胞内无大液泡,细胞核和核仁较大,RNA含量最高,DNA的含

量基本保持不变。

c)形成期,形成期是经过诱导期和分裂期之后形成愈伤组织的时期。这个时期的

特征是细胞大小趋于稳定,细胞分裂以从分裂期的周缘细胞分裂为主向以内部

较深的细胞分裂为主,随着愈伤组织表层细胞分裂的减缓和停止,内部深处的

细胞开始分裂并形成像微管束或类似分生组织的鸟巢状结构。

4、一个好的悬浮细胞系有哪些特征?对于用于建立悬浮细胞系的愈伤组织有何要求?

1.悬浮培养分散性良好,细胞团较小,一般在30~50个细胞以下。

2.均一性好,细胞形状和细胞团大小大致相同。悬浮系外观为大小均一的小颗粒,培养基

清澈透亮,细胞色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色。

3.细胞生长迅速,悬浮细胞的生长量一般2~3天便可增加一倍。

5、为什么要进行植物细胞固定化培养?

虽然细胞悬浮培养能够产生大量次生代谢产物,但是人们所期待的次生代谢产物往往产量不高。经研究发现,密集而有一定分化的,生长缓慢的细胞培养物,能比分散而无结构的、生长迅速的细胞培养物积累更多的目的次生代谢物。细胞固定化后的密集而缓慢的生长有利于细胞的分化和组织化,从而有利于次生物质的合成。此外,细胞固定化后

不仅便于对环境因子的参数进行调控,而且有利于在细胞团间形成各种化学物质和物理因素的梯度,这可能是调控的高产次生物质的关键。

6、植物原生质体有哪些特点,为什么原生质体要培养在等渗培养基中?

a)具有全能性,能进行人工培育发育成完整的植株。

b)无细胞壁障碍,便于开展那些因细胞壁存在而难以进行研究的问题。

c)吸收能力强,分泌能力提高

d)可以进行细胞融合,特别是异种属的融合。

7、植物原生质体由于没有细胞壁保护,其稳定性较差,易于受到渗透压等条件变化的

影响,所以在原生质体培育过程中,必须在等渗培养基中以免原生质体受到破坏。

第十一章植物细胞的大规模培养

一.名词解析:

植物细胞大规模培养技术

规模培养技术县指在人工摔制的条件下,高密落地大量培兼有用的植物细胞,以工厂化生产植物性药物和生物制品的技术。

二.填空题

1.植物细胞规模化培养的目的是生产天然产物。

2.建立细胞规模化培养体系的中间环节是种子细胞体系的增值与放大培养。3.单细胞克隆结合诱变和压力筛选是获得高产种子细胞常用的方法。

4.目前用于植物细胞大规模培养的方法主要有植物细胞的大规模悬浮培养和植物细胞或者原生质体的固定化培养。

5.植物细胞固定化生物反应器有3种类型,即填充床反应器、流化床反应器、和膜反应器。

三.判断题

1.在悬浮细胞培养时,植物细胞是以单一存在的。(×)

2.植物细胞培养过程中不需要CO2 ( ×)

3.气升式生物反应器是依靠气流循环来保证反应器内培养良好的传热、传质的。(√)

4.气升式生物反应器比搅拌式生物反应器容易染菌。(×)

四.问答题

1.植物细胞大规模培养有哪几方面的应用?

答:主要有以下几方面的应用:

1、植物药物

1)抗癌药物————紫杉醇

2)疗伤药物————紫草宁

3)保健药物————人参皂苷

2、使用香料————香兰素

3、天然色素————花青素

2. 植物细胞大规模培养体系建立主要包括哪几个技术环节?

包括三个环节:

1、种子细胞的选择

2、种子细胞系的增值与放大培养

3、大规模培养体系的建立。主要采用以下两种方法:

1)一步法逐级放大

2)两步法

3.简述过高的通气速率对植物细胞生长不利原因?

首先,在高通气量条件下,由气泡带来的扰动使细胞处于更强的剪切环境下。其次,高通气量下C02和其他对细胞生长、代谢有利的气体从培养液中挥发,导致细胞生长减慢,因此植物细胞应生长在各种气体成分相协调的环境中。另外,通气、搅拌及细胞外蛋白质的分泌均能导致反应器中产生大量泡沫,而这有时能对植物细胞的培养产生不利影响。

4.植物细胞悬浮培养时产生的泡沫有何特点?

植物细胞大规模培养中易产生大量的泡沫,且覆盖有蛋白质和教多糖,因而鼓性大,细胞极易被包埋在泡沫中,形成非均相培养。尽管泡沫对于植物细胞来说,其危害性没有微生物细胞那么严重,但如果不加以控制,随着泡沫和细胞的积累,也影响培养系统的稳定性和生产率。

5.常见的植物细胞生物反应器有哪些?各有何优缺点?

常见的植物细胞生物反应器有搅拌式、非搅拌式(气升式、鼓泡式),另外还有植物细胞固定化反应器等。

一、搅拌式生物反应器

优点:混合性能好、传氧效率高、操作弹性大、可用于细胞高密度培养等

缺点:由于植物细胞对搅拌时所产生的剪切力的忍耐性较差,传统的搅拌式反应器通常易对植物细胞产生伤害。搅拌式生物反应器搅拌轴和罐体问的轴缝往往容易因泄漏造成染菌源,

二、非搅拌式生物反应器

1、气升式生物反应器

优点:具有结构简单、没有泄漏点、剪切力小、氧传递速率较高在长期的植物细胞培养过程中容易保持更好的无菌状态且运行成本和造价低等优点。

缺点:操作弹性小,低气速在高密度培养时,其混合效果较差,植物细胞生长较慢通气量的提高会导致产生泡沫和较高的溶解氧,且泡沫会夹带一些有用的挥发性物质(女C02等),这会严重影响植物细胞的生长。

2、鼓泡式生物反应器

优点:没有活动的搅拌装置,整个系统密闭,容易长期保持无菌操作,气体从底部通过喷嘴或孔盘穿过液池实现气体的传递和物质的交换,培养过程中无需机械能的消耗。

缺点:混合性能差,对氧的利用率较低,对于高密度及教度较大的培养体系,反应器的培养效率会降低。为增加氧含量需采用较大通气量,而增加通气量,所产生的湍流会提高反应器的剪切力,这样会造成对细胞生长的不利影响。

3.膜反应器

优点:具有容易控制、易于放大、产物易分离、简化了下游工艺等特点

缺点:由于膜材料的限制,构建膜反应器的成本较高

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