CN113444686B - 一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法。本发明提供的方法,是通过在BC‑7L生物反应器中微载体贴壁悬浮大规模培养石斑鱼细胞,并加入了一种GS细胞生长液,即在DMEM基础培养基中添加50ml~80ml半乳糖及100ml~160ml石斑鱼组织养液,能够促进低等生物代谢。本发明提供的方法实现了石斑鱼细胞的大规模微载体培养,微载体细胞收率高,培养得到的细胞形态正常,保持了原细胞的活力和遗传特性,具有感染病毒和繁殖病毒的能力,可用于繁殖鱼类病毒和大规模生产鱼类疫苗。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法。
背景技术
生物反应器是指为活细胞增殖及细胞内部的生化反应提供适宜环境的设备,它是生物制药过程中的关键设备。影响生物反应器效率或者功能的因素很多,反应器的结构、反应器的质量、操作方式、操作条件的选定等对生物制品的质量和生产效率和耗能等都有着密切的关系。近年来,生物反应器在生物制药领域中被广泛应用于动物培养,且动物细胞培养反应器的总规模还在不断地往大规模方向发展。
使用生物反应器培养动物细胞,具有控制精确和可靠的优点。利用动物细胞反应器来保证对生产工艺参数非常敏感的疫苗、抗体等生产的稳定性和连续性是很有必要的,其中利用动物细胞表达生产的产品--疫苗、抗体、重组蛋白药物等产品的年销售额占生物制药市场的70%以上。
石斑鱼主要分布于热带及温带海洋,是礁栖暖水性鱼类。石斑鱼肉质肥美鲜嫩,蛋白质含量高,是一种高蛋白、低脂肪具有较高的经济价值和营养价值,是我国东南沿海各省及东南亚各国名贵的海水养殖鱼类。
近年来,由于供不应求的市场关系,石斑鱼养殖业迅猛发展,但是随之而来的各类疫病病原的频繁爆发,严重影响石斑鱼养殖产业的发展。其中,石斑鱼虹彩病毒是严重威胁石斑鱼养殖的高致病性传染性病毒。因此,研发出有效疫苗对石斑鱼养殖业的发展意义重大。而适合用于生产疫苗的鱼类细胞的驯化培养技术,对于实现疫苗的大规模生产,尤为重要。目前国内外鲜见使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法。
发明内容
本发明旨在提供一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,包括以下步骤:
1)取石斑鱼GS细胞使用0.2~0.3%胰酶消化液进行消化处理,制备为细胞悬液;
2)将步骤1)制备的细胞悬液接种至含有细胞生长液和微载体的BC-7L的生物反应器中进行动态培养;
3)连续培养3~6天至细胞长成致密单层。
优选的,所述步骤1)中胰酶消化液,以质量分数计,包括0.01~0.03%的乙二胺四乙酸和0.25%Trypsin。
优选的,所述步骤2)中细胞生长液的加入量为900~1500mL;其中1000ml 细胞生长液中包括760ml~850ml基础培养基,50ml~80ml半乳糖,100ml~160ml 石斑鱼组织液。
优选的,所述基础培养基为DMEM基础培养基,所述石斑鱼组织液的制备过程为:石斑鱼组织10g加入100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,除菌过滤,即得。
优选的,所述步骤2)中的微载体为Cytodex 1,Cytodex 1参数:密度1.03g/ml, 表面积4400cm2/g干重,加入量为2~4g/L。
优选的,所述步骤2)中细胞接种密度为2.5~3.9×105cells/mL。
优选的,所述步骤)2中进行动态培养时,生物反应器的参数设置如下:进气为含2%~3%CO2的无菌空气,溶氧40%~50%,pH7.1~7.3,温度22~28℃,转速40~60rpm。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供的使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,实现了石斑鱼细胞的大规模微载体培养,微载体细胞收率高,培养得到的细胞形态正常,保持了原细胞的活力和遗传特性,具有感染病毒和繁殖病毒的能力,可用于繁殖鱼类病毒和大规模生产鱼类疫苗;
(2)本发明在培养石斑鱼细胞过程中,加入了GS细胞生长液,即在DMEM 培养基中添加50ml~80ml半乳糖及100ml~160ml石斑鱼组织养液,能够促进低等生物代谢,这是一种有利于石斑鱼细胞快速生长的细胞生长液。
附图说明
图1为石斑鱼细胞使用BC-7L生物反应器悬浮培养过程PID控制曲线;
图2为培养24h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
图3为培养48h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
图4为培养72h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
图5为培养96h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图。
图6为培养基中采用添加2%石斑鱼组织液后,培养24h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
图7为培养基中采用添加4%石斑鱼组织液后,培养48h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
图8为培养基中采用添加,6%石斑鱼组织液后,培养72h时光学显微镜下观察石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图;
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。
所述石斑鱼细胞来源于ATCC库石斑鱼脾细胞系(GS细胞),所述胎牛血清购自GiBCO公司,所述胰蛋白酶购自GiBCO公司,所述球状微载体Cytodex1 购自GE公司,所述生物反应器购自广州齐志生物工程设备有限公司的BC-7L 生物反应器;所述DMEM基础培养基可购自GiBCO公司,型号为02-5062EJ;所述Trypsin(1:250)来源于Gibco公司,型号27250-018。
实施例1使用BC-7L生物反应器悬浮培养石斑鱼细胞方法
所述使用BC-7L生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,包括以下步骤:
1)取石斑鱼GS细胞使用0.25%胰酶消化液进行消化处理,制备为细胞悬液;所述胰酶消化液以质量分数计,包括0.02%的乙二胺四乙酸和 0.25%Trypsin(1:250);
2)将步骤1)制备的细胞悬液接种至含有细胞生长液和微载体的BC-7L的生物反应器中进行动态培养;细胞生长液的加入量为1000ml;其中包括800ml 基础培养基,50ml半乳糖,150ml石斑鱼组织液;所述基础培养基为DMEM基础培养基,所述石斑鱼组织液的制备过程为:石斑鱼组织10g加入100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,除菌过滤,即得;微载体为Cytodex 1;加入量为2g/L;细胞接种密度为3.5×105cells/mL;进行动态培养时,生物反应器的参数设置如下:进气为含2%CO2的无菌空气,溶氧40%,pH7.1,温度22℃,转速40rpm;
3)连续培养3天至细胞长成致密单层。
实施例2使用BC-7L生物反应器悬浮培养石斑鱼细胞方法
所述使用BC-7L生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,包括以下步骤:
1)取石斑鱼GS细胞使用0.25%胰酶消化液进行消化处理,制备为细胞悬液;所述胰酶消化液,以质量分数计,包括0.02%的乙二胺四乙酸和 0.25%Trypsin(1:250);
2)将步骤1)制备的细胞悬液接种至含有细胞生长液和微载体的BC-7L的生物反应器中进行动态培养;细胞生长液的加入量为900ml,其中包括738ml 基础培养基,72ml半乳糖,90ml石斑鱼组织液;所述基础培养基为DMEM基础培养基,所述石斑鱼组织液的制备过程为:石斑鱼组织10g加入100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,经除菌过滤,即得;添加量10%;微载体为Cytodex 1;加入量为3g/L;细胞接种密度为2.8×105cells/mL;进行动态培养时,生物反应器的参数设置如下:进气为含2.5%CO2的无菌空气,溶氧48%,pH7.2,温度22℃,转速45rpm;
3)连续培养5天至细胞长成致密单层。
实施例3使用BC-7L生物反应器悬浮培养石斑鱼细胞方法
所述使用BC-7L生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,包括以下步骤:
1)取石斑鱼GS细胞使用0.22%胰酶消化液进行消化处理,制备为细胞悬液;所述胰酶消化液,以质量分数计,包括0.01%的乙二胺四乙酸和 0.22%Trypsin(1:250);
2)将步骤1)制备的细胞悬液接种至含有细胞生长液和微载体的BC-7L的生物反应器中进行动态培养;细胞生长液的加入量为900ml,其中包括738ml 基础培养基,72ml半乳糖,90ml石斑鱼组织液;所述基础培养基为DMEM基础培养基,所述石斑鱼组织液的制备过程为:石斑鱼组织10g加入100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,经除菌过滤,即得;微载体为Cytodex 1;加入量为2g/L;细胞接种密度为3.7×105cells/mL;进行动态培养时,生物反应器的参数设置如下:进气为含3%CO2的无菌空气,溶氧40%,pH7.1,温度22℃,转速55rpm;
3)连续培养6天至细胞长成致密单层。
对比例1
本对比例与实施例3相比,石斑鱼GS细胞生长液为石斑鱼组织10g加入100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,经除菌过滤率,添加量2%。
对比例2
本对比例与实施例3相比,石斑鱼GS细胞生长液为石斑鱼组织10g加入 100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,经除菌过滤,添加量 4%。
对比例3
本对比例与实施例3相比,石斑鱼GS细胞生长液为石斑鱼组织10g加入 100ml生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,经除菌过滤率,添加量6%。
实验一石斑鱼GS细胞培养实验
采用实施例3使用BC-7L生物反应器悬浮培养石斑鱼细胞的方法培养石斑鱼GS细胞,如图1所示,为石斑鱼细胞使用BC-7L生物反应器悬浮培养过程 PID控制曲线;图2~图5为使用BC-7L生物反应器悬浮培养24h、48h、72h、 96h时利用光学显微镜观察到的石斑鱼细胞在微载体上的生长形态图,由图中可知,采用本发明的培养方法,培养得到的细胞形态正常,保持了原细胞的活力和遗传特性,具有感染病毒和繁殖病毒的能力。
实验二石斑鱼GS细胞培养实验
采用实施例1~3和对比例1~3的方法培养石斑鱼GS细胞,在个实施例、对比例培养结束后收集石斑鱼GS细胞,采用台盼蓝染色法进行细胞计数,计算细胞总量和活率,结果如表1所示。
表1石斑鱼细胞收率表
如表1所示,相比于实施例1,对比例1~3获得的石斑鱼GS细胞数量最多只有2.2×109个,细胞回收率均偏低,而本发明实施例1~3获得的石斑鱼GS细胞的数量最多为3.68×109个,是初始细胞量的14.6倍,是对比例3的1.67倍,且对比例1~3的活率也明显偏低,生长速度慢,所以,说明本发明的细胞生长液对石斑鱼GS细胞培养起着积极的作用,且适用于大规模培养石斑鱼GS细胞,在专利范围内的培养条件是最佳培养方案,可用于繁殖鱼类病毒和大规模生产鱼类疫苗。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种使用生物反应器培养石斑鱼细胞的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取石斑鱼GS细胞使用0.2~0.3%胰酶消化液进行消化处理,制备为细胞悬液;
2)将步骤1)制备的细胞悬液接种至含有细胞生长液和微载体的BC-7L的生物反应器中进行动态培养;
3)连续培养3~6天至细胞长成致密单层;
所述步骤2)中细胞生长液的加入量为1000mL,其中1000mL细胞生长液中包括800mL基础培养基,50mL半乳糖,150mL石斑鱼组织液;或所述步骤2)中细胞生长液的加入量为900mL,其中900mL细胞生长液中包括738mL基础培养基,72mL半乳糖,90mL石斑鱼组织液;
所述基础培养基为DMEM基础培养基,所述石斑鱼组织液的制备过程为:石斑鱼组织10g加入100mL生理盐水,研磨搅拌,10000rpm离心后的上清液,除菌过滤,即得;
所述步骤2)中的微载体为Cytodex 1,Cytodex 1参数:密度1.03g/mL,表面积4400cm2/g干重,加入量为2~4g/L。
2.根据权利要求1所述的使用生物反应器培养石斑鱼GS细胞的方法,其特征在于,所述步骤1)中胰酶消化液,以质量分数计,包括0.01~0.03%的乙二胺四乙酸和0.25%Trypsin。
3.根据权利要求1所述的使用生物反应器培养石斑鱼GS细胞的方法,其特征在于,所述步骤2)中细胞接种密度为2.5~3.9×105cells/mL。
4.根据权利要求1所述的使用生物反应器培养石斑鱼GS细胞的方法,其特征在于,所述步骤)2中进行动态培养时,生物反应器的参数设置如下:进气为含2%~3%CO2的无菌空气,溶氧40%~50%,pH7.1~7.3,温度22~28℃,转速40~60rpm。
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