轉(zhuǎn)化細胞深層培養(yǎng)可分為：分批式,、流加式、半連續(xù)式,、連續(xù)式,、連續(xù)式和灌注式五種。

一,、分批式培養(yǎng)（batch culture）  是細胞規(guī)模培養(yǎng)發(fā)展進程中較早期采用的方式,，也是其它操作方式的基礎(chǔ)。該方式采用機械攪拌式生物反應(yīng)器,，將細胞擴大培養(yǎng)后,，一次性轉(zhuǎn)入生物反應(yīng)器內(nèi)進行培 養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中其體積不變,，不添加其它成分,，待細胞增長和產(chǎn)物形成積累到適當(dāng)?shù)臅r間，一次性收獲細胞,、產(chǎn)物,、培養(yǎng)基的操作方式。

該方式的特點:

操作簡單,。培養(yǎng)周期短,，染菌和細胞突變的風(fēng)險小。反應(yīng)器系統(tǒng)屬于封閉式,，培養(yǎng)過程中與外部環(huán)境沒有物料交換,，除了控制溫度、pH值和通氣外,，不進行其他任何控制,，因此操作簡單，容易掌握,；

直觀反映細胞生長代謝的過程,。因培養(yǎng)期間細胞生長代謝是在一個相對固定的營養(yǎng)環(huán)境，不添加任何營養(yǎng)成分,因此可直觀的反映細胞生長代謝的過程,是動物細胞工藝基礎(chǔ)條件或"小試"研究常用的手段,；

可直接放大,。由于培養(yǎng)過程工藝簡單，對設(shè)備和控制的要求較低,，設(shè)備的通用性強,，反應(yīng)器參數(shù)的放大原理和過程控制，比較其它培養(yǎng)系統(tǒng)較易理解和掌握,，在工業(yè)化中分批式培養(yǎng)操作是傳統(tǒng)的,、常用的方法，其工業(yè)反應(yīng)器(Genetech)規(guī)?？蛇_12000L,。

分批培養(yǎng)過程中，細胞的生長分為五個階段：延滯期,、對數(shù)生長期,、減速期、平穩(wěn)期和衰退期,，見圖1,。分批培養(yǎng)的周期時間多在3-5天，細胞生長動力學(xué) 表現(xiàn)為細胞先經(jīng)歷對數(shù)生長期（48-72h）細胞密度達到zui高值后,，由于營養(yǎng)物質(zhì)耗劫或代謝毒副產(chǎn)物的累積細胞生長進入衰退期進而死亡,，表現(xiàn)出典型的生長 周期。收獲產(chǎn)物通常是在細胞快要死亡前或已經(jīng)死亡后進行,。

二,、流加式培養(yǎng)（feeding culture）

1、流加式培養(yǎng)是在批式培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,，采用機械攪拌式生物反應(yīng)器系統(tǒng),，懸浮培養(yǎng)細胞或以懸浮微載體培養(yǎng)貼壁細胞，細胞初始接種的培養(yǎng)基體積一般為終 體積的1/2～1/3,，在培養(yǎng)過程中根據(jù)細胞對營養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗和需求,，流加濃縮的營養(yǎng)物或培養(yǎng)基，從而使細胞持續(xù)生長至較高的密度,，目標產(chǎn)品達到較高 的水平,，整個培養(yǎng)過程沒有流出或回收，通常在細胞進入衰亡期或衰亡期后進行終止回收整個反應(yīng)體系,，分離細胞和細胞碎片,，濃縮、純化目標蛋白,。

2,、流加培養(yǎng)特點：

流加培養(yǎng)細胞生長速率,、營養(yǎng)物消耗和代謝產(chǎn)物抑制情況，流加濃縮的營養(yǎng)培養(yǎng)基,。流加的速率與消耗的速率相同,，按底物濃度控制相應(yīng)的流加過程，保證合理的培養(yǎng)環(huán)境與較低的代謝產(chǎn)物抑制水平,。

培養(yǎng)過程以低稀釋率流加,，細胞在培養(yǎng)系統(tǒng)中停留時間較長，總細胞密度較高,，產(chǎn)物濃度較高,。

流加培養(yǎng)過程須掌握細胞生長動力學(xué)，能量代謝動力學(xué),，研究細胞環(huán)境變化時的瞬間行為,。流加培養(yǎng)細胞培養(yǎng)基的設(shè)計和培養(yǎng)條件與環(huán)境優(yōu)化，是整個培養(yǎng)工藝中的主要內(nèi)容,。

在工業(yè)化,，懸浮流加培養(yǎng)工藝參數(shù)的放大原理和過程控制，比較其它培養(yǎng)系統(tǒng)較易理解和掌握,，可采用工藝參數(shù)的直接放大,。

流加培養(yǎng)是當(dāng)前動物細胞培養(yǎng)中占有主流優(yōu)勢的培養(yǎng)工藝，也是近年來動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)研究的熱點,。流加培養(yǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)是基礎(chǔ)培養(yǎng)基和流加濃縮的營 養(yǎng)培養(yǎng)基,。通常進行流加的時間多在指數(shù)生長后期，細胞在進入衰退期之前,，添加高濃度的營養(yǎng)物質(zhì),。可以添加一次,，也可添加多次,，為了追求更高的細胞密度往往 需要添加一次以上，直至轉(zhuǎn)化細胞密度不再提高,；可進行脈沖式添加,，也可以降低的速率緩慢進行添加，但為了盡可能的維持相對穩(wěn)定的營養(yǎng)物質(zhì)環(huán)境,，后者采用較多,； 添加的成分比較多，凡是促細胞生長的物質(zhì)均可以進行添加,。流加的總體原則是維持細胞生長相對穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境,，營養(yǎng)成分即不過剩而產(chǎn)生大量的代謝副產(chǎn)物造成 營養(yǎng)利用效率下降而成為無效的利用；也不缺乏導(dǎo)致細胞生長抑制或死亡,。

3,、流加工藝中的營養(yǎng)成分主要分為三大類：

葡萄糖：葡萄糖是細胞的供能物質(zhì)和主要的碳源物質(zhì),，然而當(dāng)其濃度較高是會產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物乳酸，因而需要進行其濃度控制,，以足夠維持細胞生長而不至于產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物的濃度為佳,。

谷氨酰胺：谷氨酰胺是細胞的供能物質(zhì)和主要的氮源物質(zhì)，然而當(dāng)其濃度較高是會產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物氨,，因而也需要進行其濃度控制，以足夠維持細胞生長而不至于產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物的濃度為佳,；

大規(guī)模培養(yǎng)中細胞凋亡主要由于營養(yǎng)物質(zhì)的耗竭或代謝產(chǎn)物的堆積引起,，如谷氨酰胺的耗竭是zui常見的凋亡原因，而且凋亡一旦發(fā)生,，補加谷氨酰胺已不能逆轉(zhuǎn)凋亡,。另外，動物細胞在無血清,、無蛋白培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)時,，細胞變得更為脆弱，更容易發(fā)生凋亡,。

氨基酸,、維生素及其他：主要包括營養(yǎng)必需氨基酸、營養(yǎng)非必需氨基酸,、一些特殊的氨基酸如羥脯氨酸,、羧基谷氨酸和磷酸絲氨酸；此外還包括其他營養(yǎng)成分 如膽堿,。添加的氨基酸形式多為左旋氨基酸,，因而多以鹽或前體的形式替代單分子氨基酸，或者添加四肽或短肽的形式,。在進行添加時,，不溶性氨基 酸如胱氨酸、酪氨酸和色氨酸只在中性pH值部分溶解,，可采用泥漿的形式進行脈沖式添加,；其他的可溶性氨基酸以溶液的形式用蠕動泵進行緩慢連續(xù)流加。

4,、流加式培養(yǎng)分為兩種類型：單一補料分批式培養(yǎng)和反復(fù)補料分批式培養(yǎng),。

單一補料分批式培養(yǎng)是在培養(yǎng)開始時投入一定量的基礎(chǔ)培養(yǎng)液，培養(yǎng)到一定時期,，開始連續(xù)補加濃縮營養(yǎng)物質(zhì),，直到培養(yǎng)液體積達到生物反應(yīng)器的zui大操作容積，停止補加,，zui后將細胞培養(yǎng)液一次全部放出,。該操作方式受到反應(yīng)器操作容積的限制,，培養(yǎng)周期只能控制在較短的時間內(nèi)。

反復(fù)補料分批式培養(yǎng)是在單一補料分批式操作的基礎(chǔ)上,，每個一定時間按一定比例放出一部分培養(yǎng)液,，是培養(yǎng)液體積始終不超過反應(yīng)器的zui大操作容積，從而在理論上可以延長培養(yǎng)周期,，直至培養(yǎng)效率下降,，才將培養(yǎng)液全部放出。

三,、半連續(xù)式培養(yǎng)（semi-continuous culture）

1,、半連續(xù)式培養(yǎng)又稱為重復(fù)分批式培養(yǎng)或換液培養(yǎng)。采用機械攪拌式生物反應(yīng)器系統(tǒng),，懸浮培養(yǎng)形式,。在細胞增長和產(chǎn)物形成過程中，每間隔一段時間,，從中取出部分培養(yǎng)物,，再用新的培養(yǎng)液補足到原有體積，使反應(yīng)器內(nèi)的總體積不變,。

這種類型的操作是將細胞接種一定體積的培養(yǎng)基,，讓其生長至一定的密度，在細胞生長至zui大密度之前,，用新鮮的培養(yǎng)基稀釋培養(yǎng)物,，每次稀釋反應(yīng)器培養(yǎng)體 積的1/2~3/4，以維持細胞的指數(shù)生長狀態(tài),，隨著稀釋率的增加培養(yǎng)體積逐步增加,。或者在細胞增長和產(chǎn)物形成過程中,，每隔一定時間,，定期取出部分培養(yǎng) 物，或是條件培養(yǎng)基,，或是連同細胞,、載體一起取出，然后補加細胞或載體,，或是新鮮的培養(yǎng)基繼續(xù)進行培養(yǎng)的一種操作模式,。剩余的培養(yǎng)物可作為種子，繼續(xù)培 養(yǎng),，從而可維持反復(fù)培養(yǎng),，而無需反應(yīng)器的清洗、消毒等一系列復(fù)雜的操作,。在半連續(xù)式操作中由于細胞適應(yīng)了生物反應(yīng)器的培養(yǎng)環(huán)境和相當(dāng)高的接種量,，經(jīng)過幾次 的稀釋,、換液培養(yǎng)過程，轉(zhuǎn)化細胞密度常常會提高,。

2,、半連續(xù)式特點：

培養(yǎng)物的體積逐步增加；

可進行多次收獲,；

細胞可持續(xù)指數(shù)生長,，并可保持產(chǎn)物和細胞在一較高的濃度水平，培養(yǎng)過程可延續(xù)到很長時間,。

該操作方式的優(yōu)點是操作簡便,，效率高，可長時期進行,，反復(fù)收獲產(chǎn)品,，可使細胞密度和產(chǎn)品產(chǎn)量一直保持在較高的水平,。在動物細胞培養(yǎng)和藥品中被廣泛應(yīng)用,。