1. 细胞培养生物反应器原理
生物反应器的研究开发重点是动物乳房生物反应器和动物血液反应器,目前乳房生物反应器是迄今为止最理想的生物反应器,乳房生物反应器的原理是,应用重组DNA技术和转基因技术,将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中,经胚胎移植,得到能在乳腺中表达转基因产品的个体,其乳腺组织可分泌生产“目的产品”如具有药用价值的蛋白,这些蛋白进入奶中,再通过回收含转基因蛋白的动物奶,就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白.例如:把含有人凝血因子的基羊注入到羊的受精卵中,培育成的转基因羊在凝血因子基因控制下其乳汁中会产生能够治疗血友病的珍贵药物,母羊被称乳房生物反应器.故答案为:乳房生物反应器;遗传基因;乳房.
2. 动物细胞培养反应器
动物反应器:比如小鼠乳腺细胞表达系统等,具有真核动物细胞的蛋白加工系统,适合表达微生物反应器和植物反应器不能很好表达的动物内源性基因。
植物反应器:拟南芥,烟草等,适合表达一些真核基因和某些原核基因。其应用主要是摸索该基因在模式化植物中的作用,对农业作物基因改良有积极意义。
动植物反应器:优点在于能表达较为复杂的蛋白,缺点就是操作复杂,周期长,转化效率低。
微生物反应器:大肠杆菌,毕赤酵母等,适合表达原核蛋白和一些真核蛋白。优点就是生长快,周期短,操作简单,转化效率高。缺点就是对于一些真核蛋白缺乏必要的蛋白修饰加工系统,有可能造成该蛋白不表达或者表达无活性(比如包涵体形式存在)
3. 动物细胞培养反应器设计关键是
法国巴斯德研究所利用生物反应器进行Vero细胞的大规模培养获得成功以来,生物反应器便以其高密度、大规模、低成本的优势时引起广泛关注。与先进国家相比,我国动物细胞生物反应器方面的技术研究和装备严重滞后,国内用于动物细胞工业化大规模培养生产的人用和兽用疫苗生产技术正处于从转瓶培养向生物反应器悬浮培养技术转型的升级换代初期阶段。
生物反应器是动物细胞工业化大规模培养中的关键设备。生物反应器培养工艺,具有综合成本低、批量大、批间差小、所获得病毒抗原含量高等优点。一些有治疗作用的蛋白组分利用基因工程表达的生物反应器大规模的细胞培养平台的建立意义重大,特别是生物反应器细胞培养技术在生产中的应用,进一步提高了疫苗产品的质量。抗原滴度是疫苗的决定因素,滴度越高预防效果就越好。我国自行生产的疫苗由于生产技术落后,在质量上与国际先进水平存在很大差距,大部分企业的疫苗抗原滴度达不到国家规定要求,只能通过加入佐剂的方法提高免疫效果。添加佐剂后的疫苗,会使接种者产生局部疼痛、硬结等不良反应,特别是使用佐剂导致疫苗产生保护的时间大大滞后,致使很多患者等不及疫苗发挥作用就发病死亡。
生物反应器微载体培养VERO细胞和MARC145细胞,反应器接种细胞后,细胞贴附于微载体迅速生长,经培养后能长满微载体表面,细胞致密、轮廓清晰、形态良好,用结晶紫染色,细胞密度达到5×106个/毫升以上。多以单个细胞形式存在,细胞立体感强、透亮、轮廓清晰、形态良好,细胞密度达到3×106个/毫升以上,用苔盼兰染色,细胞活力在95%以上。通过在生物反应器内投放高密度微载体、使用特殊的培养基和采用独特设计的灌流工艺,生产出了高滴度的抗原。在对引起副反应的杂蛋白、DNA等杂质进行分离后,最终获得达到国际标准的合格无佐剂疫苗。
生物反应器细胞大规模培养技术作为生物制药中最为关键的技术,已成为我国生物技术药物产业化最难跨越的"门槛"。国内的生物制药企业已经感受到需要用反应器进行技术升级的迫切性, 生产技术的创新给疫苗生产企业带来历史发展机遇,同时也带来严峻的挑战。及时准确地掌握和应用不断发展创新的疫苗生产支撑技术将给疫苗生产企业带来持续发展的核心竞争能力。
我们正致力于细胞大规模培养制药工艺技术开发、细胞培养基研发和制造、细胞生物反应器设计和制造,必将推动我国生物制药技术的进步与发展。
4. 细胞培养生物反应器原理图
常见的生物反应器有细胞培养生物反应器、微生物反应器、动物生物反应器、植物生物反应器、酶生物反应器、膜生物反应器等。
生物反应器 是生物生产过程中的关键设备。它能在不同要求的规模上为细胞的增殖,酶的催化反应和发酵代谢产物的形成提供良好的环境条件。
5. 动物细胞培养生物反应器的操作模式有哪些
细胞工程的概念是什么
1细胞工程(Cell engineering):是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法,按照人们的需要和设计,在细胞水平上的遗传操作,重组细胞结构和内含物,以改变生物的结构和功能,即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。
细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的发展前沿,伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世,细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。
21世纪合成生物学的发展,采用计算机辅助设计、DNA或基因合成技术,人工设计细胞的信号传导与基因表达调控网络,乃至整个基因组与细胞的人工设计与合成,从而刷新了基因工程与细胞工程技术,并将带来生物计算机、细胞制药厂、生物炼制石油等技术与产业革命。
6. 植物细胞培养生物反应器
转基因植物抗体是通过基因工程技术将编码全抗体或抗体片段的基因导人植物,并在植物中表达或生产的具有免疫活性的抗体或其功能片断。
这是抗体基因工程的一项新技术,在许多生产领域内具有应用价值。人类既可以以植物为生物反应器异源表达和生产具有药用及商业价值的抗体;也可直接利用抗体在植物体中进行免疫调节,以研究植物生理代谢机制,或增加植物抵抗病虫害的能力。 在生物医药领域的应用 从经济效益和安全角度考虑,利用植物表达抗体较其他体系有着不可比拟的优越性,因此植物抗体倍受国际生物医药产业的青睐。植物抗体的医疗用途主要体现在以下几个方面:诊断、防治蛀牙、孢疹治疗、肿瘤治疗等。已有4种植物抗体展示出在人类疾病治疗上具有潜在应用价值。第一种是用烟草表达的引起龋齿的链球菌表面抗原的嵌合抗体免疫球蛋白IgG/A,在预防病菌定植上和杂交瘤生产的抗体作用一样,且没有发现人体产生抗鼠抗体,应用安全。这是唯一开始大规模生产的植物抗体,已经进入二期临床。第二种植物抗体是利用大豆表达的人的抗单纯疱疹病毒(HSV)抗体,在小鼠模型中能预防HSV-2的传播,和细胞培养生产的单克隆抗体作用基本一致。第三种是利用小麦和水稻表达的针对癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen,CEA)的抗体,可用于肿瘤治疗研究。第四种是通过病毒载体在烟草中瞬时表达得到的淋巴瘤治疗用独特型疫苗抗体。还有报道称转基因烟草产生的狂犬病抗体能够保护仓鼠免受致命剂量的丛林狼狂犬病病毒的侵袭,且在人工养殖细胞试验中能对多种狂犬病病毒起到抑制作用,这为狂犬病的治疗带来了新的希望。 此外,近几年,植物作为外源蛋白的天然生物反应器,生产可食性疫苗和植物抗体的研究,也成为新的热点并取得可喜进展。 在农业领域的应用 ①介导植物自身免疫:植物中表达的重组抗体除了直接用于临床外,也可用于植物体自身对环境胁迫的反应。如介导植物抗病毒、细菌、真菌及线虫等,是植物分子育种的又一途径。Tavladoraki等把编码对AMCV病毒有作用的单链抗体(scFv)的基因导人烟草细胞,获得的转基因植株抗AMCV侵染,表现为发病率降低,发病延缓。这一研究结果使人们看到了利用“胞内抗体免疫技术”防止病毒及害虫危害的曙光。而Van Engelen等和De Wilde等分别在烟草和拟南芥的胞间表达全长抗体的成功则给人们展示了利用抗体防止病原菌危害的可能性。 ②调节植物代谢:20世纪90年代以来,通过基因工程手段调控植物的研究逐渐兴起,并被预言为今后几年的一个重点发展领域。抗体分子可通过与被修饰的目标分子特异结合稳定或阻断其生物活性。若被修饰的分子是代谢中的关键酶,可改变植物的相关代谢途径,调控植物的生长发育,或使植物高水平积累某一有价值产物。目前,调控代谢的基因工程策略主要有两种,一是通过反义RNA技术抑制某一内源基因的表达;
二是通过导入异源基因促使某一产物的形成和累积。胞内抗体技术是继反义RNA技术之后的一种新型代谢调控技术,它利用重组DNA技术,在植物细胞内空间特异性表达有活性的抗体分子,从而特异性干扰或阻断某些生物大分子的合成、加工和分泌过程,进而导致细胞一系列生物过程的改变。