[实用新型]一种植物细胞和器官液体培养袋

说明书

本实用新型提供了一种简易的植物细胞和器官液体培养袋，包括培养袋和设置在培养袋底面端的提手，设置在培养袋底面端的出气口，以及设置在培养袋另一端的接种口和进气口；其中，所述培养袋设置接种口的一端为楔形，接种口配合密封盖。与现有的培养袋相比，本实用新型的培养袋积为2‑100L，操作简单，操作重复性强，成本低廉，危险性小，染菌率低；培养袋和主要配件的材料使用透明材料，可直接灭菌或辐照灭菌，培养基容量稳定，培养过程直观可见；进气口装有空气分布器并倾斜设置，实行旋转式进气，能够在低通气量下就满足培养基溶氧的需要，降低供气成本和培养基的损耗。

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，具体涉及一种适合大规模生产的一种植物细胞、器官液体培养袋。

背景技术

从植物可用资源来讲，我国是世界上药用植物资源最丰富的国家之一，随着植物药的大量使用，药用植物的采挖和使用远远超过了植物的生长速度，药用植物资源日趋枯竭。而且传统的药用植物大田栽培受“天时地利”的影响，产量质量波动大，农药残留污染问题也比较严重。

因此，人们借助于各种生物系统，利用碳水化合物来规模生产现代社会所需的诸如植物细胞、组织和器官等各种有用成分。而生物系统进行物质转化的生化反应是在生物反应器这个相对封闭的小生境中进行的。生物反应器为生物系统的生化反应提供了可控的环境条件来促使生物物质转化过程高效进行，例如，温度、pH、溶氧、混合、剪切、补料等。传统生物反应器一般包括悬浮培养系统反应器和固定化培养系统反应器。前者主要包括搅拌式反应器、气升式反应器；后者主要包括膜反应器、填充床反应器。

目前培养植物细胞、组织和器官的生物反应器已经到了工业化大生产的阶段。例如，用气升式生物反应器培养长春花细胞生产蛇根碱[A.H.Scragg et al.，Enzyme MicrobTechnol，1987，9：619]；韩国S.H.Son等人对红豆杉细胞进行反应器大规模培养，采用从100L到500L的气升式反应器 [S.H.Son et al.，Plant Cell Reports(2000)19：628-633]；几年后，Kee-Yoeup Paek采用球形鼓泡式反应器对人参不定根进行大规模培养获得具有很强药理活性的人参皂苷[Kee-Yoeup Paek etal.，Adv Biochem Engin/Biotechnol(2009)113：151-176]，获得了较高生长量的人参不定根等。梅县梅雁生物工程研究所使用气体循环式生物反应器生产红豆杉细胞也已经达到了500L的水平[气体循环式植物细胞反应器CN2510499Y]。美国Phyton，Inc使用搅拌式生物反应器培养红豆杉细胞生产紫杉醇已经达到7吨的规模。韩国SamyangGenex也在使用搅拌式发酵罐培养红豆杉细胞生产紫杉醇。

搅拌式反应器是工业化应用最为广泛的反应器之一，由于植物细胞具有体积较大，细胞壁较脆以及具有大的液泡等特点，植物细胞对剪切力很敏感，其敏感性由细胞的种类、状态、切变力耐受性、剪切速率及反应器本身的结构等多种因素决定。目前，解决的途径通常是从细胞系本身出发，筛选抗剪切力的高产系或通过细胞工程和基因工程手段对现有细胞系进行改造，建立抗剪切力的株系；在此基础上改造反应器结构，使其具有缓和的流场及良好的混合性能。但仍然存在以下问题：1)目前常用的反应器都是固定在某一位置，接种时需要露天接种，同时补料时需要二次打开培养袋，染菌几率会明显增加，而染菌问题是植物组织培养中最难解决的问题；2)反应器多以不锈钢为材料做成的培养袋，因此在制作时都需要设置一个到多个透明观察口。实际使用时依然会有很多死角难以观察到；3)搅拌式生物反应器操作范围大，实现产业化生产的也较多，但搅拌过程中产生的剪切力较大，容易对植物离体组织造成损伤，且能耗较大；4)由于机械搅拌装置不能进行灭菌，因此该类型设备灭菌时需要外接蒸汽进行灭菌，需要特别注意高压蒸汽的危险性与复杂性，而且蒸汽灭菌灭菌同时会导致培养基体积增加，且增加数量不稳定，同时导致培养基中易挥发的物质以及气化温度低于水的物质随蒸汽一起排出；