大規(guī)模動物細胞培養(yǎng)技術簡介（一）
分批式培養(yǎng)是細胞規(guī)模培養(yǎng)發(fā)展進程中較早采用的方式，也是其他操作方式的基礎。該方式采用機械攪拌式生物反應器，將細胞擴大培養(yǎng)后，一次性轉入生物反應器內進行培養(yǎng)。 在培養(yǎng)過程中其體積不變，不添加其他成分，待細胞增長和產(chǎn)物形成積累到適當?shù)臅r間，一次性收獲細胞、產(chǎn)物和培養(yǎng)基的操作方式。 分批式培養(yǎng)操作簡單，培養(yǎng)周期短，染菌和細胞突變的風險小。反應器系統(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，直觀反映細胞生長代謝的過程，是動物細胞工藝基礎條件或小試研究常用的手段。 由于培養(yǎng)過程工藝簡單，對設備和控制的要求較低，設備的通用性強，反應器參數(shù)的放大原理和過程控制，比較其他培養(yǎng)系統(tǒng)較易理解和掌握，在工業(yè)化生產(chǎn)中分批式培養(yǎng)操作是傳統(tǒng)的、常用的方法，其工業(yè)反應器規(guī)模可達12000L。 細胞生長分為五個階段——延滯期、對數(shù)生長期、減速期、平穩(wěn)期和衰退期。
分批培養(yǎng)的周期時間多在3-5d，細胞生長動力學表現(xiàn)為細胞先經(jīng)歷對數(shù)生長期（48-72h)細胞密度達到最高值后，由于營養(yǎng)物質耗竭或代謝毒副產(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。
流加工藝中的營養(yǎng)成分
✦ 葡萄糖
葡萄糖是細胞的供能物質和主要的碳源物質，然而當其濃度較高時會產(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和主要的氮源物質，然而當其濃度較高時會產(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)物質的耗竭或代謝產(chǎn)物的堆積引起，如谷氨酰胺的耗竭是最常見的凋亡原因，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、生長刺激因子。
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。
半連續(xù)式培養(yǎng)
剩余的培養(yǎng)物可作為種子，繼續(xù)培養(yǎng)，從而可維持反復培養(yǎng)，而無需反應器的清洗、消毒等一系列復雜的操作。在半連續(xù)式操作中由于細胞適應了生物反應器的培養(yǎng)環(huán)境和相當高的接種量，經(jīng)過幾次的稀釋、換液培養(yǎng)過程，細胞密度常常會提高。 半連續(xù)式特點是：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，生產(chǎn)效率高，可長時期進行生產(chǎn)，反復收獲產(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)和藥品生產(chǎn)中被廣泛應用。
