CN106085849B - 植物细胞两段培养的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种植物细胞两段培养的装置，包括第一搅拌罐和第二搅拌罐，第一搅拌罐和第二搅拌罐之间通过玻璃连接管相连；第一搅拌罐设有培养基入口；第二搅拌罐设有细胞截留器，该细细胞截留器包括由一段垂直管和一段水平管组成的直角状玻璃管，其中垂直管设置在罐内，在垂直管上设有排气孔，在垂直管内设有玻璃滤芯；水平管伸出罐外并形成废液出口，在水平管内间隔设有两个金属滤膜，两个金属滤膜之间的水平管上设有进气口。本发明将两个反应罐连在一起，通过一套反应器系统实现了植物细胞的两段培养。既缩短了培养周期，又减小了污染的概率，具有工业化放大的前景。

Description

植物细胞两段培养的装置和方法
技术领域
本发明涉及生物工程技术，尤其是涉及一种植物细胞两段培养的装置和方法。
背景技术
植物天然产物的开发一直是人们研究的热点，利用生物反应器进行植物细胞悬浮培养不仅可以生产许多具有重要价值的次级代谢产物，而且可以缓解野生资源的过度采挖。然而植物细胞离体培养时，生物量的增加与次生代谢产物积累不能兼顾。次生代谢物的合成往往是植物细胞在逆境下的一种保护反应，适合于植物细胞生长的“顺境”，不利于次生代谢产物的积累。
两段培养是科研工作者常采用的一种策略。将植物细胞培养分为两个阶段，第一阶段以细胞生长和分化为主，第二阶段以次生代谢产物的生产为主。第二阶段的细胞来自于第一阶段。传统的两段培养在两套反应系统中进行，当细胞从一个反应器转入另一个反应器时，需要一段时间适应新的培养条件；另外细胞在不同反应器之间转移时容易带来污染。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种植物细胞两段培养的装置和方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种植物细胞两段培养的装置，包括第一搅拌罐和第二搅拌罐，第一搅拌罐和第二搅拌罐之间通过玻璃连接管相连；第一搅拌罐设有培养基入口；第二搅拌罐设有细胞截留器，该细胞截留器包括由一段垂直管和一段水平管组成的直角状玻璃管，其中垂直管设置在罐内，在垂直管上设有排气孔，在垂直管内设有玻璃滤芯；水平管伸出罐外并形成废液出口，在水平管内间隔设有两个金属滤膜，两个金属滤膜之间的水平管上设有进气口。
所述玻璃滤芯的孔径为0.18-0.20毫米。
所述金属滤膜的孔径为250微米。
所述玻璃连接管的下口设于第一搅拌罐底部，上口设于第二搅拌罐上部，并且上口高于所述废液出口。
所述玻璃连接管上设有阀门。
基于上述植物细胞两段培养的装置的培养方法，包括如下步骤：
步骤一、将植物细胞接种于第一搅拌罐中，关闭玻璃连接管上的阀门，在分批模式下培养；
步骤二、当细胞浓度足够大时，开启玻璃连接管上的阀门，在连续模式下进行培养；
步骤三、当第一搅拌罐和第二搅拌罐中的细胞浓度接近时，开启两段培养模式。
本发明将两个反应罐连在一起，通过一套反应器系统实现了植物细胞的两段培养。既缩短了培养周期，又减小了污染的概率，具有工业化放大的前景。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明的植物细胞两段培养的装置，包括第一搅拌罐1和第二搅拌罐2，第一搅拌罐和第二搅拌罐之间通过玻璃连接管3相连。
第一搅拌罐设有培养基入口11，底部设有气喷头12，上部设有空气过滤器6。
第二搅拌罐设有细胞截留器4，该细胞截留器包括由一段垂直管41和一段水平管42组成的直角状玻璃管，其中垂直管设置在罐内，在垂直管上设有排气孔，在垂直管内设有玻璃滤芯43，该玻璃滤芯的孔径为0.18-0.20毫米。水平管伸出罐外并形成废液出口，在水平管内间隔设有两个金属滤膜44、45，该金属滤膜的孔径为250微米。两个金属滤膜之间的水平管上设有进气口46。在第二搅拌罐的上部还设有空气过滤器7。
本发明中的玻璃连接管3的下口31设于第一搅拌罐底部，上口32设于第二搅拌罐上部，并且上口高于废液出口。在玻璃连接管3上设有阀门5。
本发明基于上述植物细胞两段培养的装置的培养方法通过以下实施例说明。
本实施例在图1所示的装置上进行，第一搅拌罐1和第二搅拌罐2的工作体积都为1升，本实施例对莪术细胞进行了连续培养，起始接种密度为5g(干重)/L-1，培养液为添加NAA和IAA的MS培养基，搅拌速率为120rpm,通气速率为0.3vvm，灌注速率为30％，培养温度为25℃。培养初期将植物细胞接种于第一搅拌罐1中，关闭阀门5，在分批模式下培养。当细胞浓度达到20gL-1时，开启阀门5，在连续模式下进行培养。第一搅拌罐1和第二搅拌罐2中的细胞浓度约为18gL-1时开启两段培养模式。此时往第二搅拌罐2中添加吉玛酮、莪术醇、β-榄香酮等前体，以及添加甲基茉莉酸和水扬酸等化学诱导物。结果表明，第一搅拌罐中细胞的平均生长速率是第二搅拌罐中的两倍，而第二搅拌罐中β-榄香烯的含量是第一搅拌罐中的1.82倍。

Claims (6)

1.一种植物细胞两段培养的装置，其特征在于：包括第一搅拌罐和第二搅拌罐，第一搅拌罐和第二搅拌罐之间通过玻璃连接管相连；第一搅拌罐设有培养基入口；第二搅拌罐设有细胞截留器，该细胞截留器包括由一段垂直管和一段水平管组成的直角状玻璃管，其中垂直管设置在罐内，在垂直管上设有排气孔，在垂直管内设有玻璃滤芯；水平管伸出罐外并形成废液出口，在水平管内间隔设有两个金属滤膜，两个金属滤膜之间的水平管上设有进气口。
2.根据权利要求1所述的植物细胞两段培养的装置，其特征在于：所述玻璃滤芯的孔径为0.18-0.20毫米。
3.根据权利要求1所述的植物细胞两段培养的装置，其特征在于：所述金属滤膜的孔径为250微米。
4.根据权利要求1所述的植物细胞两段培养的装置，其特征在于：所述玻璃连接管的下口设于第一搅拌罐底部，上口设于第二搅拌罐上部，并且上口高于所述废液出口。
5.根据权利要求1所述的植物细胞两段培养的装置，其特征在于：所述玻璃连接管上设有阀门。
6.基于权利要求1所述植物细胞两段培养的装置的培养方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将植物细胞接种于第一搅拌罐中，关闭玻璃连接管上的阀门，在分批模式下培养；
步骤二、当细胞浓度足够大时，开启玻璃连接管上的阀门，在连续模式下进行培养；
步骤三、当第一搅拌罐和第二搅拌罐中的细胞浓度接近时，开启两段培养模式。
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