喜树细胞气升内环流反应器培养气-液氧传递特性地研究.pdfVIP

喜树细胞气升内环流反应器培养气一液氧传递特性的研究 于放张冬艳赵心清谢键白凤武 601 (大连理工大学生物工程系，大连112) 抽要本文研究了喜树细胞气升内环流反应嚣培养过程中的气一液氧侍递规律度鼻影响因素．用5L气 升内环流反应嚣实现了喜树细胞颗粒的悬浮培养．在通气量较小(o．02m3／h)的情况下，反应嚣内DO值 能堆特较高的水平(35％以上)．喜树细胞颗粒在培养涟中的沉降速度很小，少量的通气便能使其悬浮起 来．有利于工程上的探诈．培养系统鸟口一直能维持较高的水平．在平稳期前培养系统的周含率增大是 影响岛口值的主要同素，进八平穗期后影响与Ⅱ的主要因素是走量单细胞的聚集成团而造成的流体泷变 特性的改变． 关麓词喜树；悬浮培养；氧传递系数；气升内环流反应嚣 acurainata 喜树(Camptotheca 亚热带落叶阔叶树，是我国特有树种。喜树的根、皮、茎、果和种子中均含有喜树碱，研究表明 喜树碱能通过抑制癌细胞DNA复制中拓扑异构酶I的活性而对胃癌、结肠、直肠癌、绒毛膜上 皮癌、头颈部肿瘤、膀胱癌以及白血病等恶性肿瘤具有显著的疗效【”。本文在气升内环流反应器 中进行了喜树细胞的批式培养，研究了细胞生长过程中气一液氧传递的变化规律，为大规模生产 提供了一定的理论依据。 1材料与方法 1．1材料 采用美国喜树研究所提供的喜树植株，由其叶、茎诱导出愈伤组织，经五次继代培养后建立 起喜树细胞悬浮系．由摇瓶培养得到实验用“种子”。 1．2培养基 白200 mg／L。灭菌前调PH值至5．8。 1．3培养方法 然后用蠕动泵送入反应器．反应器工作体积为5L。喜树“种子”用无菌空气压入反应器。培养温 定各参数随时间的变化。气升式反应器由本实验室自制，容积为5L。控制系统采用Celligcn细胞 Scientific BrunswickCo．USA)的控制系统。 培养装置(New 1．4参数测定方法 Co．USA)的控制系统相连，从其上读取DO值。 2、喜树细胞颗粒尺寸、密度：将培养一定时间的喜树颗粒收获，用滤纸吸干。任取200个以上的 6个尺寸 喜树颗粒，分别量其粒径，取O—O．5，0．5—1，l一1．5，1．5—2，2—2．5，2．5—3mm 段，粒径太子3mm，则以3mm计。计算每个尺寸段的颗粒数ni，总颗粒数计为Ⅳ， =∑疗。。则每尺寸段颗粒数占总颗粒数的分率B=寺。颗粒密度的测定采用比重瓶法嘲· N6车= ％。则每尺寸段颗粒数占总颗粒数的分率B=≥。颗粒密度的测定采用比重瓶法嘲。 3、培养液粘度和密度：粘度采用乌氏粘度计于25C的恒温浴中测定，密度采用PZ-A-5型液体比 重天平测定。 4、固含率：用水体积排除法测得喜树细胞体积，再与总体积相比。 5、氧传递系数的测定：培养过程中采用动态法在线测定岛口值【”。 2结果与讨论 2．】培养液的溶氧变化 喜树细胞悬浮培养过程中在线监测溶氧值的变化，结果如图l所示。通气量为0．02ms／h。 图l显示，培养液DO值几乎一直呈下 降趋势，约15d下降至最低点36％，并维持 一段时间，后又上升，24d时DO值为55％。 总的来说，DO值是能维持较高的水平(35％ 咀上)，保证了喜树细胞生长的需要。本文中， 在低通气量下(0．02m3Jh)就能维持较高的溶氧 水平，细胞生长情况也良好．可见较高的溶 氧水平是有利于喜树细胞生长的。 a 】 _ ● o ¨ ¨ 21 H 图1培养液溶氧值随焙养天数变化曲线 2．2培养液与颗粒特性的变化 关于培养液特性的变化如图2、3所示。在整个培养过程中，培养液的密度与粘度变化值均较 养液中的沉降速度很小，少量的通气便能使其悬浮起来。这在工程操作上是很有利的。 图2培养液粘度随培养天数变化曲线 图3培养液密度随培养天数变化曲线