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微生物,、動物、植物細(xì)胞培養(yǎng)的異同點(diǎn)
閱讀：10776 發(fā)布時間：2017-9-7
微生物,、動物,、植物細(xì)胞培養(yǎng)的異同點(diǎn)如下：
◆不同點(diǎn)：首先在培養(yǎng)基上，微生物是固體,、半固體培養(yǎng)基都有,，成分主要是水、無機(jī)鹽,、生長因子、碳源,、氮源等,。如果是病毒的話要用細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)；動物的話用天然培養(yǎng)基加生長因子比較好,，一般是液體培養(yǎng)基,，成分主要是水、葡萄糖,、氨基酸,、無機(jī)鹽、維生素,、動物血清,；而植物培養(yǎng)基用合成培養(yǎng)基就可以了，一般是固體培養(yǎng)基,，成分主要是礦質(zhì)元素,、蔗糖、纖維素,、植物激素,、有機(jī)添加劑。其次是各自培養(yǎng)的原理上的不同,，微生物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是微生物細(xì)胞的增殖,，動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的增殖，植物細(xì)胞培養(yǎng)原理是細(xì)胞的性,。
zui后,，微生物細(xì)胞培養(yǎng)主要是獲得其代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物或得到細(xì)胞本身,；植物細(xì)胞培養(yǎng)是獲得新個體或細(xì)胞產(chǎn)品，應(yīng)用與快速繁殖試管苗,、細(xì)胞產(chǎn)品,、人工種子、轉(zhuǎn)基因植物的培育等,。動物細(xì)胞培養(yǎng)是獲得大量新生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品,，應(yīng)用是獲得細(xì)胞的產(chǎn)物或細(xì)胞等。另外,，動物細(xì)胞分散用到的是胰蛋白酶,，植物是纖維素酶等。
◆ 相同點(diǎn)：兩者都需要培養(yǎng)基,、都需要無菌操作,，防止染菌、培養(yǎng)時候都需要適當(dāng)?shù)臏囟鹊葪l件,。
◆ 綜上所述見下表：
微生物 動物細(xì)胞 植物細(xì)胞
大?。╱m） 1~10 10~100 10~100
懸浮生長 可以 多數(shù)細(xì)胞需附著表面才能生長 可以，但易結(jié)團(tuán),，無單個細(xì)胞
營養(yǎng)要求 簡單 非常復(fù)雜 較復(fù)雜
生長速率 快,，倍增時間為0.5~5小時 慢，倍增時間為15~100小時 慢,，倍增時間為24~74小時
代謝調(diào)節(jié) 內(nèi)部 內(nèi)部,，激素 內(nèi)部，激素
環(huán)境敏感 不敏感 非常敏感 能忍受廣泛范圍
細(xì)胞分化 無 有 高
剪切力敏感 低 非常高 高
傳統(tǒng)變異,，篩選技術(shù) 廣泛使用 不常使用 有時使用
細(xì)胞或產(chǎn)物濃度 較高 低 低
由于它們所用的培養(yǎng)基不同,，培養(yǎng)是所要求的條件不同所以在批量生產(chǎn)我們所需的目的產(chǎn)物時就要選擇相應(yīng)的生物反應(yīng)器。在選擇生物反應(yīng)器時要注意到生物反應(yīng)器在生物反應(yīng)過程的剪切力,、傳質(zhì)問題如氣-液質(zhì)量傳遞和液-固質(zhì)量傳遞,。生物反應(yīng)器是利用生物催化劑為細(xì)胞培養(yǎng)（或發(fā)酵）或酶反應(yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境的設(shè)備，通常稱為發(fā)酵罐或酶反應(yīng)器,。用于污水生物處理的曝氣池或厭氣消化罐也可作為生物反應(yīng)器的一類,。生物反應(yīng)器是生物反應(yīng)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，它的結(jié)構(gòu),、操作方式和操作條件對生物技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量,、轉(zhuǎn)化率和能耗有著密切關(guān)系。現(xiàn)在就三種生物反應(yīng)器進(jìn)行說明,。
（一）微生物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
生物處理的主體是具有特定功能的各種微生物,，由于氧化分解惡臭，微生物細(xì)胞一方面獲得了生物所需的能量,，另一方面獲得細(xì)胞增殖所需的細(xì)胞物質(zhì),，從而維持了細(xì)胞的正常生命活動,。微生物有其自身的新陳代謝，代謝活動都是在酶的作用下進(jìn)行的,，只有創(chuàng)造適宜的生存條件,，使酶的機(jī)能得以充分發(fā)揮，微生物才能正常生長,，才能利用惡臭物質(zhì)作為生長所需的能源,、碳源和氮源等，因此微生物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇首先要確保微生物生長的基本條件,。根據(jù)微生物的培養(yǎng)特點(diǎn),，一般選擇生物反應(yīng)器為膜生物反應(yīng)器和光合微生物生物反應(yīng)器等。
（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
動物細(xì)胞與微生物細(xì)胞有很大的差異,，對體外培養(yǎng)有嚴(yán)格的要求,，如動物細(xì)胞對剪切非常敏感，反應(yīng)器的選擇不能有像微生物細(xì)胞那樣高的剪切力,，因此,，傳統(tǒng)的微生物細(xì)胞生物反應(yīng)器應(yīng)該經(jīng)過改造才能適用動物生物反應(yīng)器。動物細(xì)胞培養(yǎng)分為三種類型,，一類是懸浮培養(yǎng),，指細(xì)胞在培養(yǎng)器中自有懸浮生長的過程，要勇于非貼壁依賴性細(xì)胞,，此類細(xì)胞體外生長不需貼壁，可以采用微生物的方法在培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng),。此類細(xì)胞培養(yǎng)可以選擇的相應(yīng)反應(yīng)器為：攪拌反應(yīng)器,、中空纖維反應(yīng)器、陶質(zhì)矩形通道蜂窩狀反應(yīng)器,、氣升式反應(yīng)器,；另一類是貼壁培養(yǎng)，指必須貼附在固體介質(zhì)表面上生長的細(xì)胞培養(yǎng),，主要適用于貼壁依賴型細(xì)胞（亦稱貼壁型細(xì)胞）,，大多數(shù)動物細(xì)胞都屬于這一類型。這類細(xì)胞生長需要附著于某些帶適量正電荷的固體和半固體表面,，細(xì)胞貼附生長后,，不再是原有的形態(tài)，一般呈單一化,，主要有成纖維細(xì)胞型,、上皮型、游走型和多形型等,。此類細(xì)胞培養(yǎng)可以選擇的生物反應(yīng)器為：攪拌反應(yīng)器（微載體培養(yǎng)）,、玻璃珠床反應(yīng)器,、中空纖維反應(yīng)器、陶質(zhì)矩形通道蜂窩狀反應(yīng)器等,；再有一類是固定化培養(yǎng),，這類培養(yǎng)既適用于貼壁依賴性細(xì)胞，又適用于非貼壁依賴性細(xì)胞的包埋培養(yǎng)方式,，具有細(xì)胞生長密度高,、抗剪切力和抗污染能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。這一類細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器選擇為：流化床反應(yīng)器,、固化床反應(yīng)器等,。
（三）植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器zui初大多數(shù)采用微生物反應(yīng)器。由于植物細(xì)胞與微生物細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同,，植物細(xì)胞較微生物細(xì)胞大,，對氧需求小，對剪切力卻很敏感,，因此不能像微生物培養(yǎng)那樣采用高剪切的攪拌,，因而，混合顯得更重要,。目前,，由于植物細(xì)胞懸浮技術(shù)的發(fā)展，單細(xì)胞培養(yǎng)的成功加上各種新型生物反應(yīng)器的問世,，使得植物細(xì)胞有可能像微生物那樣在發(fā)酵罐中大規(guī)模連續(xù)培養(yǎng),。用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的反應(yīng)器主要有攪拌式、非攪拌式及其他新型生物反應(yīng)器,，另外還有植物細(xì)胞固定化反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器等,。
總之，在選擇相應(yīng)的生物反應(yīng)器之前要了解該種細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)及其注意事項來選擇相應(yīng)的反應(yīng)器,。
◆不同點(diǎn)：首先在培養(yǎng)基上，微生物是固體,、半固體培養(yǎng)基都有,，成分主要是水、無機(jī)鹽,、生長因子、碳源,、氮源等,。如果是病毒的話要用細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)；動物的話用天然培養(yǎng)基加生長因子比較好,，一般是液體培養(yǎng)基,，成分主要是水、葡萄糖,、氨基酸,、無機(jī)鹽、維生素,、動物血清,；而植物培養(yǎng)基用合成培養(yǎng)基就可以了，一般是固體培養(yǎng)基,，成分主要是礦質(zhì)元素,、蔗糖、纖維素,、植物激素,、有機(jī)添加劑。其次是各自培養(yǎng)的原理上的不同,，微生物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是微生物細(xì)胞的增殖,，動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的增殖，植物細(xì)胞培養(yǎng)原理是細(xì)胞的性,。
zui后,，微生物細(xì)胞培養(yǎng)主要是獲得其代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物或得到細(xì)胞本身,；植物細(xì)胞培養(yǎng)是獲得新個體或細(xì)胞產(chǎn)品，應(yīng)用與快速繁殖試管苗,、細(xì)胞產(chǎn)品,、人工種子、轉(zhuǎn)基因植物的培育等,。動物細(xì)胞培養(yǎng)是獲得大量新生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品,，應(yīng)用是獲得細(xì)胞的產(chǎn)物或細(xì)胞等。另外,，動物細(xì)胞分散用到的是胰蛋白酶,，植物是纖維素酶等。
◆ 相同點(diǎn)：兩者都需要培養(yǎng)基,、都需要無菌操作,，防止染菌、培養(yǎng)時候都需要適當(dāng)?shù)臏囟鹊葪l件,。
◆ 綜上所述見下表：
微生物 動物細(xì)胞 植物細(xì)胞
大?。╱m） 1~10 10~100 10~100
懸浮生長 可以 多數(shù)細(xì)胞需附著表面才能生長 可以，但易結(jié)團(tuán),，無單個細(xì)胞
營養(yǎng)要求 簡單 非常復(fù)雜 較復(fù)雜
生長速率 快,，倍增時間為0.5~5小時 慢，倍增時間為15~100小時 慢,，倍增時間為24~74小時
代謝調(diào)節(jié) 內(nèi)部 內(nèi)部,，激素 內(nèi)部，激素
環(huán)境敏感 不敏感 非常敏感 能忍受廣泛范圍
細(xì)胞分化 無 有 高
剪切力敏感 低 非常高 高
傳統(tǒng)變異,，篩選技術(shù) 廣泛使用 不常使用 有時使用
細(xì)胞或產(chǎn)物濃度 較高 低 低
由于它們所用的培養(yǎng)基不同,，培養(yǎng)是所要求的條件不同所以在批量生產(chǎn)我們所需的目的產(chǎn)物時就要選擇相應(yīng)的生物反應(yīng)器。在選擇生物反應(yīng)器時要注意到生物反應(yīng)器在生物反應(yīng)過程的剪切力,、傳質(zhì)問題如氣-液質(zhì)量傳遞和液-固質(zhì)量傳遞,。生物反應(yīng)器是利用生物催化劑為細(xì)胞培養(yǎng)（或發(fā)酵）或酶反應(yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境的設(shè)備，通常稱為發(fā)酵罐或酶反應(yīng)器,。用于污水生物處理的曝氣池或厭氣消化罐也可作為生物反應(yīng)器的一類,。生物反應(yīng)器是生物反應(yīng)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，它的結(jié)構(gòu),、操作方式和操作條件對生物技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量,、轉(zhuǎn)化率和能耗有著密切關(guān)系。現(xiàn)在就三種生物反應(yīng)器進(jìn)行說明,。
（一）微生物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
生物處理的主體是具有特定功能的各種微生物,，由于氧化分解惡臭，微生物細(xì)胞一方面獲得了生物所需的能量,，另一方面獲得細(xì)胞增殖所需的細(xì)胞物質(zhì),，從而維持了細(xì)胞的正常生命活動,。微生物有其自身的新陳代謝，代謝活動都是在酶的作用下進(jìn)行的,，只有創(chuàng)造適宜的生存條件,，使酶的機(jī)能得以充分發(fā)揮，微生物才能正常生長,，才能利用惡臭物質(zhì)作為生長所需的能源,、碳源和氮源等，因此微生物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇首先要確保微生物生長的基本條件,。根據(jù)微生物的培養(yǎng)特點(diǎn),，一般選擇生物反應(yīng)器為膜生物反應(yīng)器和光合微生物生物反應(yīng)器等。
（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
動物細(xì)胞與微生物細(xì)胞有很大的差異,，對體外培養(yǎng)有嚴(yán)格的要求,，如動物細(xì)胞對剪切非常敏感，反應(yīng)器的選擇不能有像微生物細(xì)胞那樣高的剪切力,，因此,，傳統(tǒng)的微生物細(xì)胞生物反應(yīng)器應(yīng)該經(jīng)過改造才能適用動物生物反應(yīng)器。動物細(xì)胞培養(yǎng)分為三種類型,，一類是懸浮培養(yǎng),，指細(xì)胞在培養(yǎng)器中自有懸浮生長的過程，要勇于非貼壁依賴性細(xì)胞,，此類細(xì)胞體外生長不需貼壁，可以采用微生物的方法在培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng),。此類細(xì)胞培養(yǎng)可以選擇的相應(yīng)反應(yīng)器為：攪拌反應(yīng)器,、中空纖維反應(yīng)器、陶質(zhì)矩形通道蜂窩狀反應(yīng)器,、氣升式反應(yīng)器,；另一類是貼壁培養(yǎng)，指必須貼附在固體介質(zhì)表面上生長的細(xì)胞培養(yǎng),，主要適用于貼壁依賴型細(xì)胞（亦稱貼壁型細(xì)胞）,，大多數(shù)動物細(xì)胞都屬于這一類型。這類細(xì)胞生長需要附著于某些帶適量正電荷的固體和半固體表面,，細(xì)胞貼附生長后,，不再是原有的形態(tài)，一般呈單一化,，主要有成纖維細(xì)胞型,、上皮型、游走型和多形型等,。此類細(xì)胞培養(yǎng)可以選擇的生物反應(yīng)器為：攪拌反應(yīng)器（微載體培養(yǎng)）,、玻璃珠床反應(yīng)器,、中空纖維反應(yīng)器、陶質(zhì)矩形通道蜂窩狀反應(yīng)器等,；再有一類是固定化培養(yǎng),，這類培養(yǎng)既適用于貼壁依賴性細(xì)胞，又適用于非貼壁依賴性細(xì)胞的包埋培養(yǎng)方式,，具有細(xì)胞生長密度高,、抗剪切力和抗污染能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。這一類細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器選擇為：流化床反應(yīng)器,、固化床反應(yīng)器等,。
（三）植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的選擇
植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器zui初大多數(shù)采用微生物反應(yīng)器。由于植物細(xì)胞與微生物細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同,，植物細(xì)胞較微生物細(xì)胞大,，對氧需求小，對剪切力卻很敏感,，因此不能像微生物培養(yǎng)那樣采用高剪切的攪拌,，因而，混合顯得更重要,。目前,，由于植物細(xì)胞懸浮技術(shù)的發(fā)展，單細(xì)胞培養(yǎng)的成功加上各種新型生物反應(yīng)器的問世,，使得植物細(xì)胞有可能像微生物那樣在發(fā)酵罐中大規(guī)模連續(xù)培養(yǎng),。用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的反應(yīng)器主要有攪拌式、非攪拌式及其他新型生物反應(yīng)器,，另外還有植物細(xì)胞固定化反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器等,。
總之，在選擇相應(yīng)的生物反應(yīng)器之前要了解該種細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)及其注意事項來選擇相應(yīng)的反應(yīng)器,。