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原创 I 培养基的发展历程
作者:admin 发布日期:2018/10/8 18:55:35
正如《动物细胞培养基的前世今生》所描述,细胞培养基的发展从一开始到现在经历了1882-1907破晓、1907-天然培养基形成、1911-合成培养基的努力、1940-细胞系的诞生、1946-基础培养基和无蛋白培养基发明、1970-血清成分的确认及无血清培养基的开发这几个重要的历程。培养基的发展符合人们对新事物的认知过程,是“从一开始偶然发现,到逐步的接受它和认识它,并熟练运用它”的一个过程。

培养基大师辈出年代是在20世纪50-60年代。1955年,HarryEagle发明了BME培养基,正式揭开了细胞培养基的研究序幕。随后Eagle在1959又发明了MEM培养基。1959年,Dulbecco和Freeman发明了DMEM培养基。Ham分别于1963年和1965年发明了Ham’sF-10和Ham’sF-12,并且在无血清培养上做了初步尝试。正是这些伟大科学家的贡献,也奠定了今天疫苗和抗体药物研发与生产所用培养基的基本模型。一些配方至今仍然被广泛使用,特别是在基础研究领域。当然,除了我们熟知的这些培养基之外,基础培养基种类和数目远不止这些,这些培养基的每一次发明与改进都值得我们认真的去学习和思考。表1,表2分别从培养基发展的总体方向和培养基发明和发展的历程进行了总结。







培养基经过了几十年的发展,目前已经进入定制化的时代,从一开始全能性逐步向个性化方向发展。培养基从MEM、DMEM到Ham’sF-10的无血清的尝试,之后MCDB系列的无血清培养基,都是针对于细胞不同的生长需求来设计和改进培养基配方。

目前,无论国内市场还是国际市场,培养基设计都是针对不同细胞和生产工艺进行的,如BHK-21悬浮细胞培养基,各个培养基生产企业都有相关的产品。目前,BHK-21细胞培养基在市场上是一个定制化和个性化的一个成功的案例。BHK-21最早是由Macpherson和Stoker于1962年分离,并与同年由英国科学家Capstick将其成功应用于悬浮培养和口蹄疫疫苗的生产研究中。1967年,同样也是由Capstick应用MEM+10%TPB+5%马血清作为基础将其成功的应用于口蹄疫疫苗的生产应用中。1987年由Capstick同一研究所的Radleet总结了1967年-1987年BHK-21细胞成功应用到口蹄疫疫苗生产20周年的经验,并指出:细胞培养基的改进、细胞代谢底物的处理、生产环境的控制等各个环节都会影响到疫苗的生产。从实验室到大规模生产,BHK-21都表现出非常好的应用能力。在生产中发现BHK-21对特定的氨基酸需求量较大,具体包括:谷氨酰胺、谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、异亮氨酸、精氨酸等。通过合理的调节氨基酸的比例,能很好控制细胞的生长和生产病毒的能力。同时也指出添加适量血清对FMD抗原的稳定性有着积极的作用。德国科学家ScharfenbergK也对BHK-21等细胞的营养需求进行深入研究,也一直委托Gibco公司生产BHK-21和MDCK等细胞的培养基,这些研究成果和应用方式对今天国内培养基的应用方向提供了很好的经验,并且也是个性化培养基发展较好的诠释。