您好, 歡迎來到化工儀器網
微生物、動物、植物細胞培養的異同點
閱讀：10342 發布時間：2017-9-7
微生物、動物、植物細胞培養的異同點如下：
◆不同點：首先在培養基上，微生物是固體、半固體培養基都有，成分主要是水、無機鹽、生長因子、碳源、氮源等。如果是病毒的話要用細菌進行培養；動物的話用天然培養基加生長因子比較好，一般是液體培養基，成分主要是水、葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清；而植物培養基用合成培養基就可以了，一般是固體培養基，成分主要是礦質元素、蔗糖、纖維素、植物激素、有機添加劑。其次是各自培養的原理上的不同，微生物細胞培養的原理是微生物細胞的增殖，動物細胞培養的原理是細胞的增殖，植物細胞培養原理是細胞的性。
zui后，微生物細胞培養主要是獲得其代謝產物或次級代謝產物或得到細胞本身；植物細胞培養是獲得新個體或細胞產品，應用與快速繁殖試管苗、細胞產品、人工種子、轉基因植物的培育等。動物細胞培養是獲得大量新生細胞或細胞產品，應用是獲得細胞的產物或細胞等。另外，動物細胞分散用到的是胰蛋白酶，植物是纖維素酶等。
◆ 相同點：兩者都需要培養基、都需要無菌操作，防止染菌、培養時候都需要適當的溫度等條件。
◆ 綜上所述見下表：
微生物 動物細胞 植物細胞
大小（um） 1~10 10~100 10~100
懸浮生長 可以 多數細胞需附著表面才能生長 可以，但易結團，無單個細胞
營養要求 簡單 非常復雜 較復雜
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
代謝調節 內部 內部，激素 內部，激素
環境敏感 不敏感 非常敏感 能忍受廣泛范圍
細胞分化 無 有 高
剪切力敏感 低 非常高 高
傳統變異，篩選技術 廣泛使用 不常使用 有時使用
細胞或產物濃度 較高 低 低
由于它們所用的培養基不同，培養是所要求的條件不同所以在批量生產我們所需的目的產物時就要選擇相應的生物反應器。在選擇生物反應器時要注意到生物反應器在生物反應過程的剪切力、傳質問題如氣-液質量傳遞和液-固質量傳遞。生物反應器是利用生物催化劑為細胞培養（或發酵）或酶反應提供良好的反應環境的設備，通常稱為發酵罐或酶反應器。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器的一類。生物反應器是生物反應過程中的關鍵設備，它的結構、操作方式和操作條件對生物技術產品的質量、轉化率和能耗有著密切關系。現在就三種生物反應器進行說明。
（一）微生物細胞培養生物反應器的選擇
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，微生物細胞一方面獲得了生物所需的能量，另一方面獲得細胞增殖所需的細胞物質，從而維持了細胞的正常生命活動。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行的，只有創造適宜的生存條件，使酶的機能得以充分發揮，微生物才能正常生長，才能利用惡臭物質作為生長所需的能源、碳源和氮源等，因此微生物細胞培養生物反應器的選擇首先要確保微生物生長的基本條件。根據微生物的培養特點，一般選擇生物反應器為膜生物反應器和光合微生物生物反應器等。
（二）動物細胞培養生物反應器的選擇
動物細胞與微生物細胞有很大的差異，對體外培養有嚴格的要求，如動物細胞對剪切非常敏感，反應器的選擇不能有像微生物細胞那樣高的剪切力，因此，傳統的微生物細胞生物反應器應該經過改造才能適用動物生物反應器。動物細胞培養分為三種類型，一類是懸浮培養，指細胞在培養器中自有懸浮生長的過程，要勇于非貼壁依賴性細胞，此類細胞體外生長不需貼壁，可以采用微生物的方法在培養基中懸浮培養。此類細胞培養可以選擇的相應反應器為：攪拌反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器、氣升式反應器；另一類是貼壁培養，指必須貼附在固體介質表面上生長的細胞培養，主要適用于貼壁依賴型細胞（亦稱貼壁型細胞），大多數動物細胞都屬于這一類型。這類細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，細胞貼附生長后，不再是原有的形態，一般呈單一化，主要有成纖維細胞型、上皮型、游走型和多形型等。此類細胞培養可以選擇的生物反應器為：攪拌反應器（微載體培養）、玻璃珠床反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器等；再有一類是固定化培養，這類培養既適用于貼壁依賴性細胞，又適用于非貼壁依賴性細胞的包埋培養方式，具有細胞生長密度高、抗剪切力和抗污染能力強的優點。這一類細胞培養的生物反應器選擇為：流化床反應器、固化床反應器等。
（三）植物細胞培養生物反應器的選擇
植物細胞培養生物反應器zui初大多數采用微生物反應器。由于植物細胞與微生物細胞形態結構不同，植物細胞較微生物細胞大，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，由于植物細胞懸浮技術的發展，單細胞培養的成功加上各種新型生物反應器的問世，使得植物細胞有可能像微生物那樣在發酵罐中大規模連續培養。用于植物細胞培養的反應器主要有攪拌式、非攪拌式及其他新型生物反應器，另外還有植物細胞固定化反應器和膜生物反應器等。
總之，在選擇相應的生物反應器之前要了解該種細胞培養的特點及其注意事項來選擇相應的反應器。
◆不同點：首先在培養基上，微生物是固體、半固體培養基都有，成分主要是水、無機鹽、生長因子、碳源、氮源等。如果是病毒的話要用細菌進行培養；動物的話用天然培養基加生長因子比較好，一般是液體培養基，成分主要是水、葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清；而植物培養基用合成培養基就可以了，一般是固體培養基，成分主要是礦質元素、蔗糖、纖維素、植物激素、有機添加劑。其次是各自培養的原理上的不同，微生物細胞培養的原理是微生物細胞的增殖，動物細胞培養的原理是細胞的增殖，植物細胞培養原理是細胞的性。
zui后，微生物細胞培養主要是獲得其代謝產物或次級代謝產物或得到細胞本身；植物細胞培養是獲得新個體或細胞產品，應用與快速繁殖試管苗、細胞產品、人工種子、轉基因植物的培育等。動物細胞培養是獲得大量新生細胞或細胞產品，應用是獲得細胞的產物或細胞等。另外，動物細胞分散用到的是胰蛋白酶，植物是纖維素酶等。
◆ 相同點：兩者都需要培養基、都需要無菌操作，防止染菌、培養時候都需要適當的溫度等條件。
◆ 綜上所述見下表：
微生物 動物細胞 植物細胞
大小（um） 1~10 10~100 10~100
懸浮生長 可以 多數細胞需附著表面才能生長 可以，但易結團，無單個細胞
營養要求 簡單 非常復雜 較復雜
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
代謝調節 內部 內部，激素 內部，激素
環境敏感 不敏感 非常敏感 能忍受廣泛范圍
細胞分化 無 有 高
剪切力敏感 低 非常高 高
傳統變異，篩選技術 廣泛使用 不常使用 有時使用
細胞或產物濃度 較高 低 低
由于它們所用的培養基不同，培養是所要求的條件不同所以在批量生產我們所需的目的產物時就要選擇相應的生物反應器。在選擇生物反應器時要注意到生物反應器在生物反應過程的剪切力、傳質問題如氣-液質量傳遞和液-固質量傳遞。生物反應器是利用生物催化劑為細胞培養（或發酵）或酶反應提供良好的反應環境的設備，通常稱為發酵罐或酶反應器。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器的一類。生物反應器是生物反應過程中的關鍵設備，它的結構、操作方式和操作條件對生物技術產品的質量、轉化率和能耗有著密切關系。現在就三種生物反應器進行說明。
（一）微生物細胞培養生物反應器的選擇
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，微生物細胞一方面獲得了生物所需的能量，另一方面獲得細胞增殖所需的細胞物質，從而維持了細胞的正常生命活動。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行的，只有創造適宜的生存條件，使酶的機能得以充分發揮，微生物才能正常生長，才能利用惡臭物質作為生長所需的能源、碳源和氮源等，因此微生物細胞培養生物反應器的選擇首先要確保微生物生長的基本條件。根據微生物的培養特點，一般選擇生物反應器為膜生物反應器和光合微生物生物反應器等。
（二）動物細胞培養生物反應器的選擇
動物細胞與微生物細胞有很大的差異，對體外培養有嚴格的要求，如動物細胞對剪切非常敏感，反應器的選擇不能有像微生物細胞那樣高的剪切力，因此，傳統的微生物細胞生物反應器應該經過改造才能適用動物生物反應器。動物細胞培養分為三種類型，一類是懸浮培養，指細胞在培養器中自有懸浮生長的過程，要勇于非貼壁依賴性細胞，此類細胞體外生長不需貼壁，可以采用微生物的方法在培養基中懸浮培養。此類細胞培養可以選擇的相應反應器為：攪拌反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器、氣升式反應器；另一類是貼壁培養，指必須貼附在固體介質表面上生長的細胞培養，主要適用于貼壁依賴型細胞（亦稱貼壁型細胞），大多數動物細胞都屬于這一類型。這類細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，細胞貼附生長后，不再是原有的形態，一般呈單一化，主要有成纖維細胞型、上皮型、游走型和多形型等。此類細胞培養可以選擇的生物反應器為：攪拌反應器（微載體培養）、玻璃珠床反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器等；再有一類是固定化培養，這類培養既適用于貼壁依賴性細胞，又適用于非貼壁依賴性細胞的包埋培養方式，具有細胞生長密度高、抗剪切力和抗污染能力強的優點。這一類細胞培養的生物反應器選擇為：流化床反應器、固化床反應器等。
（三）植物細胞培養生物反應器的選擇
植物細胞培養生物反應器zui初大多數采用微生物反應器。由于植物細胞與微生物細胞形態結構不同，植物細胞較微生物細胞大，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，由于植物細胞懸浮技術的發展，單細胞培養的成功加上各種新型生物反應器的問世，使得植物細胞有可能像微生物那樣在發酵罐中大規模連續培養。用于植物細胞培養的反應器主要有攪拌式、非攪拌式及其他新型生物反應器，另外還有植物細胞固定化反應器和膜生物反應器等。
總之，在選擇相應的生物反應器之前要了解該種細胞培養的特點及其注意事項來選擇相應的反應器。