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第一章 绪论 1

第一节 概述 1

一、细胞培养工程概念及特点 1

二、细胞培养工程研究的内容 2

三、细胞培养工程产业化影响因素及对策 2

四、细胞培养工程研究的意义及发展趋势 4

第二节 动物细胞培养技术发展历程 4

一、动物细胞培养的历史 4

二、动物细胞培养的现状及展望 5

第三节 植物细胞培养技术发展历程 7

一、植物细胞培养的历史 7

二、植物细胞培养的现状 8

三、植物细胞培养的展望 8

上篇 细胞培养工程基础知识 13

第二章 细胞培养基本理论及技术 13

第一节 细胞的结构 13

一、植物细胞结构 14

二、动物细胞结构 17

三、原核细胞、植物细胞和动物细胞结构的比较 18

第二节 细胞培养的生物学基础 19

一、细胞形态 19

二、细胞的生长周期 21

三、细胞的全能性 22

四、细胞群体生长特点 23

第三节 无菌技术 26

一、无菌操作技术 26

二、无菌区 27

三、消毒 28

四、体外培养细胞无菌操作实例 29

第四节 显微操作技术 29

一、概述 29

二、显微操作实例 31

第三章 动物细胞培养技术 33

第一节 细胞株系的建立 34

一、基本概念 34

二、二倍体细胞系的建立 35

三、传代细胞系的建立 38

四、基因工程细胞系的建立 39

五、培养细胞活力的检测 41

六、细胞库建立及注意事项 42

第二节 动物细胞培养基 44

一、培养基的主要成分及其作用 44

二、培养基种类 45

三、无血清培养基 46

四、无蛋白培养基 47

五、培养基选择原则 47

六、其他常用培养基 50

第三节 细胞的冻存、复苏和运输 51

一、细胞的冻存 51

二、细胞的复苏和运输 52

第四节 动物细胞常用培养方法 53

一、贴壁培养 53

二、悬浮培养 54

三、微囊培养 54

第四章 动物细胞大规模培养及工业应用 58

第一节 动物细胞大规模培养技术 58

一、微载体细胞培养系统 59

二、中空纤维细胞培养系统 64

三、微囊培养系统 65

第二节 营养与培养条件 65

一、营养成分 66

二、温度 67

三、pH 67

四、渗透压 67

五、溶氧 67

六、搅拌 68

七、其他因素 68

第三节 干细胞培养技术 68

一、干细胞概念与分类 68

二、胚胎干细胞 68

三、成体干细胞 71

四、神经干细胞及其体外培养 73

第四节 动物细胞大规模培养产品 74

一、单克隆抗体 74

二、疫苗 74

三、基因重组蛋白药物 74

第五节 组织工程产品 75

一、皮肤 75

二、软骨 76

三、骨 76

四、胰腺 76

五、血管 76

第五章 植物细胞培养技术 78

第一节 植物细胞株系的建立 79

一、固体培养体系的建立 79

二、悬浮培养体系的建立 81

第二节 高产细胞株系的选育 82

一、外植体的选择 82

二、离体培养细胞的变异 83

三、突变细胞的筛选 85

第三节 植物细胞培养基 89

一、培养基种类 90

二、培养基的营养成分 91

三、植物细胞生长的影响因素 95

第四节 植物细胞培养相关技术 97

一、毛状根培养 97

二、原生质体融合技术 100

三、固定化细胞培养 104

第六章 植物细胞大规模培养及产品 108

第一节 植物细胞培养过程中的生物学问题 109

一、培养植物细胞的分裂 109

二、细胞脱分化和再分化 110

三、细胞聚集成团 111

第二节 营养与环境条件 112

一、培养基组成 112

二、pH 113

三、光照 114

四、温度 114

五、前体饲喂 114

六、气体组成 115

第三节 植物细胞防御反应与次级代谢物的诱导生产 115

一、诱导子概述 116

二、诱导子的信使作用 118

第四节 植物细胞培养生产次级代谢物产品 120

一、生物碱 121

二、类黄酮 123

三、萜类和甾体 125

四、蒽醌类化合物 126

下篇 大规模细胞培养共性工程问题 131

第七章 大规模细胞培养过程技术特点 131

第一节 规模放大的基本原则 131

第二节 动、植物细胞培养体系的混合特性 133

一、混合时间 133

二、搅拌 133

三、气体交换 133

第三节 动、植物细胞培养体系的流变学特性 134

一、培养液流变学特性表征 134

二、培养液流变学特性与细胞生长 135

第四节 动、植物细胞培养过程氧需求和供应 135

一、气体成分 135

二、通气 136

三、细胞培养过程中的氧传递 136

第五节 动、植物细胞成团、泡沫与壁增长 137

一、动物细胞贴壁生长和植物细胞聚集 137

二、动物细胞贴壁特性与培养方式 137

三、泡沫 138

第六节 剪切力对动、植物细胞大规模培养的影响 138

一、生物反应器中剪切力的产生 139

二、剪切力对动、植物细胞的影响 140

三、细胞剪切力敏感性的研究方法 141

四、细胞对剪切力的敏感性机理初探 142

第八章 细胞培养反应动力学与操作模式 147

第一节 动、植物细胞培养生长动力学 147

一、动、植物细胞生长动力学 147

二、生长动力学模型 150

第二节 动、植物细胞培养生产动力学 152

一、产物生成动力学 152

二、产物生成动力学数学模型 153

第三节 动、植物细胞培养过程操作策略 155

一、分批培养 156

二、半连续培养 158

三、连续培养 159

四、流加培养 161

五、灌注培养 164

第四节 次级代谢物传递、储存和转化 167

一、两相培养技术 167

二、产物释放技术 169

第九章 细胞培养反应器及其放大 172

第一节 常用的细胞培养反应器 173

一、细胞培养反应器类型 173

二、细胞培养反应器的比较与选择 178

第二节 反应器培养过程存在的问题 179

一、氧传递 179

二、混合 180

三、流体剪切力 181

四、细胞－气泡相互作用 181

第三节 反应器流体力学性能研究 182

一、CFD模拟 182

二、LDA实验 185

第四节 动、植物细胞培养反应器的设计与放大 186

一、反应器设计 186

二、反应器的放大 187

第十章 细胞培养工艺开发、验证及优化 189

第一节 动物细胞产品分离纯化 189

第二节 植物细胞产品分离纯化 192

第三节 动、植物细胞培养过程经济策略 193

第四节 动、植物细胞培养过程优化策略 193

第五节 动、植物细胞培养工业化实例 195

第六节 动物细胞培养过程策略举例 196

第七节 植物细胞培养过程策略举例 198

索引 202