灌流式培養是把細胞和培養基一起加入反應器後，在細胞增長和產物形成過程中，不斷地將部分條件培養基取出，同時又連續不斷地灌注新的培養基。
基本介紹
- 中文名：灌流式培養
- 名詞類型：技術方法
- 名詞領域：生物學
- 生物反應器：攪拌式、固定床或流化床
灌流式培養,灌流式培養的優點,
灌流式培養
灌流式培養常使用的生物反應器主要有兩種形式。
一種是用攪拌式生物反應器懸浮培養細胞，這種反應器必須具有細胞截流裝置，細胞截留系統開始多採用微孔膜過濾或旋轉膜系統，最近開發的有各種形式的沉降系統或透析系統。中空纖維生物反應器是連續灌流操作常用的一種。它採用的中空纖維半透膜，透過小分子量的產物和底物，截流細胞和分子量較大的產物，在連續灌流過程中將絕大部分細胞截留在反應器內；近年來中空纖維生物反應器被廣泛套用於產物分泌性動物細胞的生產，主要用於培養雜交瘤細胞生產單克隆抗體。
另外一種形式是固定床或流化床生物反應器，固定床是在反應器中裝配固定的籃筐，中間裝填聚脂纖維載體，細胞可附著在載體上生長，也可固定在載體纖維之間，靠上攪拌中產生的負壓，迫使培養基不斷流經填料，有利於營養成分和氧的傳遞，這種形式的灌流速度較大，細胞在載體中高密度生長。流化床生物反應器是通過流體的上升運動使固體顆粒維持在懸浮狀態進行反應，適合於固定化細胞的培養。
基於中空纖維柱截留原理而設計的交替式切向流（alternating tangential flow，ATF）系統具有有效緩解濾膜堵塞，剪下力低等優點，是目前較優良的細胞截留設備。中空纖維柱通過一根管道與反應器相連，另一側由高壓空氣泵入與真空泵抽負壓的反覆交替切換帶動矽膠隔膜泵運動，使得動物細胞培養液通過中空纖維柱進出反應器。這一過程同時實現了低剪下力情況下充分地沖洗中空纖維柱，有效地降低了中空纖維柱濾餅堆積效應產生的堵塞影響。利用 ATF 系統，可以在較高的灌流速率下達到較高的細胞密度和較高的蛋白產量，還可以通過培養體積與中空纖維柱膜面積比有效放大到大規模生產中。
灌流式培養的優點
1.細胞截流系統可使細胞或酶保留在反應器內，維持較高的細胞密度，一般可達10-10Cells/mL，從而較大的提高了產品的產量；
2.連續灌流系統，使細胞穩定的處在較好的的營養環境中，有害代謝廢物濃度積累較低；
3.反應速率容易控制，培養周期較長，可提高生產率，目標產品回收率高；
4.產品在罐內停留時間短，可及時回收到低溫下保存，有利於保持產品的活性。
連續灌注培養是近年用於動物細胞培養生產分泌型重組治療性藥物和嵌合抗體及人源化抗體等基因工程抗體較為推崇的一種方式。套用連續灌流工藝的公司有Genzyme,Genetic Institute, Bayer公司等。這種方法最大困難是污染機率較高，長期培養中細胞分泌產品的穩定性，規模放大過程中工程問題。
