在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中, 培養(yǎng)細(xì)胞的目的不僅僅要求催化活細(xì)胞培養(yǎng)中, 培養(yǎng)細(xì)胞的目的不僅僅要求催化活力, 更重要的是利用細(xì)胞來合成和分泌蛋白, 因此如何保持細(xì)胞的活性顯得尤為重要。由于動(dòng)物細(xì)胞的極度敏感性, 上述這些固定化方法會(huì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生毒性, 另外多糖(如卡拉膠等) 由于具有很高的離子強(qiáng)度也會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。故在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中要考慮使用較溫和的固定化方法, 如吸附、包埋、中空纖維或膠囊化。

微載體細(xì)胞培養(yǎng)法是一種用于培養(yǎng)錨地依賴性細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)。這種培養(yǎng)技術(shù)是在生物反應(yīng)器內(nèi)加入培養(yǎng)液和一種對(duì)細(xì)胞無毒害作用的材料支撐的顆粒(微載體) , 使細(xì)胞在微載體表面附著和生長, 并通過不斷攪拌使微載體保持懸浮狀態(tài)。培養(yǎng)液中大量的微載體為細(xì)胞提供了極大的附著表面, 1 g 微載體其比表面積可達(dá)6 000 cm2 , 從而可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高密度培養(yǎng)。

微載體的直徑在60～250μm , 由天然葡聚糖、凝膠或各種合成的聚合物組成, 如聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等。由這些材料及其改良型制成的微載體主要參考了細(xì)胞的粘附特性, 在其表面帶有大量電荷及其他生長基質(zhì)物質(zhì), 因而有利于細(xì)胞的粘附、鋪展和增殖。采用微載體培養(yǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn): ①比表面積大, 單位體積培養(yǎng)液的細(xì)胞產(chǎn)率高; ②采用均勻懸浮養(yǎng), 無營養(yǎng)物或產(chǎn)物梯度; ③可用簡單顯微鏡觀察微載體表面的生長情況; ④細(xì)胞收獲過程相對(duì)簡單, 勞動(dòng)強(qiáng)度小; ⑤培養(yǎng)基利用率高, 占地面積小; ⑥放大容易, 國外已有公司以1 000 L 規(guī)模培養(yǎng)人的二倍體細(xì)胞來β- 干擾素。但其缺點(diǎn)是攪拌槳及微珠間的碰撞易損傷細(xì)胞; 接種密度高; 微載體吸附力弱, 不適合培養(yǎng)懸浮型細(xì)胞。

人們?yōu)榱私鉀Q微載體培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞易受機(jī)械損傷的缺陷以及能zui大限度地?cái)U(kuò)大比表面積, 開發(fā)了具有*連通溝回的大孔微載體。
大孔微載體將細(xì)胞固定在孔內(nèi)生長, 因而與其他方法相比具有一系列優(yōu)點(diǎn): ①比表面積大,是實(shí)心微載體的幾倍甚至幾十倍; ②細(xì)胞在孔內(nèi)生長, 受到保護(hù), 剪切損傷小; ③與包埋法相比, 傳質(zhì)尤其是傳氧效果好 ; ④兩種類型細(xì)胞都適用;⑤細(xì)胞三維生長, 細(xì)胞密度是實(shí)心微載體的10 倍以上, 有的可達(dá)108 個(gè)/ mL; ⑥適用于長期維持培養(yǎng),細(xì)胞生長情況依然良好; ⑦微載體濃度高, 實(shí)心載體在培養(yǎng)液中濃度增大到一定時(shí), 細(xì)胞密度反而下降; 而大孔微載體在濃度較高時(shí), 表面碰撞增加, 能促使細(xì)胞在孔內(nèi)生長; ⑧于蛋白質(zhì)和產(chǎn)物分泌。因此有人預(yù)言, 大孔微載體質(zhì)和產(chǎn)物分泌。因此有人預(yù)言, 大孔微載體技術(shù)將成為動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的一種常用方式。

將動(dòng)物細(xì)胞包埋在各種多聚物多孔載體中而制成固定化動(dòng)物細(xì)胞的方法稱為包埋法。此法步驟簡便, 條件溫和, 負(fù)荷量大, 細(xì)胞泄露少。因細(xì)胞嵌入在高聚物網(wǎng)格中而受到保護(hù), 細(xì)胞能抗機(jī)械剪切。但該法也有一定缺點(diǎn), 如擴(kuò)散限制, 并非所有細(xì)胞都處于*營養(yǎng)物濃度。包埋法一般適用于非錨地依賴型細(xì)胞的固定化。多孔凝膠是zui常用的載體, 用于動(dòng)物細(xì)胞固定化的凝膠主要有海藻酸鈣、瓊脂糖、血纖維蛋白等。

海藻酸鈣凝膠包埋法是將動(dòng)物細(xì)胞與一定量的海藻酸鈉溶液混合均勻, 然后滴到一定濃度的氯化鈣溶液中形成直徑約1 mm 內(nèi)含動(dòng)物細(xì)胞的海藻酸鈣膠珠, 分離洗滌后即可用于培養(yǎng)。此法操作時(shí)條件溫和, 對(duì)活細(xì)胞損傷小。但固定后機(jī)械強(qiáng)度不高。為了大量制備海藻酸鈣凝膠包埋的固定化細(xì)胞, 國外已有專門的振動(dòng)噴嘴設(shè)備可供使用。