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光学氧传感器在植物细胞培养生产紫杉醇中的应用

   

什么是紫杉醇？

紫杉醇是近几年从天然产物中开发的一种新型抗癌药物，被认为是抗癌制剂中的“新星”。

紫杉醇原料主要从树皮中获得，其含量很低，只有0.01%~0.06%，提取1kg紫杉醇需要砍伐1000~2000棵树，结果造成生态环境和生物多样性的破坏。目前获得紫杉醇的途径有化学合成(半合成)法、植物细胞组织培养法、真菌发酵紫杉醇等。

广东科伦药业股份有限公司是中国生产大输液领域的龙头企业之一，年产值近60亿人民币。公司的紫杉醇项目从1996年开始研发，获得专利16项，目前正在产业化前的中试阶段，所开发的植物细胞培养法生产紫杉醇效价居国内领先水平，是中国采用植物细胞培养法生产紫杉醇有希望成功的项目之一。

植物细胞培养生产紫杉醇

植物细胞培养是在离体条件下，将愈伤组织或者其它易分散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体和初级或次级代谢产物的一种技术。植物细胞培养法获取紫杉醇优点很多：可连续生产产物，不受季节和病虫害等其他因素影响；可进行大规模培养，通过控制培养条件提高产量；产物直接从细胞培养物中提取，成份简单，有利于产物的分离提取等；细胞培养来源紫杉醇成本低，可以根据市场需求情况灵活调整产量。

植物细胞培养过程中，处于不同生长时期的细胞其溶氧需求水平不同，并且培养过程中溶氧情况会随着植物细胞生物量的变化而变化，需要对培养过程中的溶氧进行准确的控制，分别促进植物细胞生长和紫杉醇的合成。尤其在细胞合成紫杉醇阶段，不同浓度的溶解氧对紫杉醇的合成有着明显的影响，通过溶氧控制，使细胞向着有利于紫杉醇积累的代谢方向转化，可以得到大量高含紫杉醇的植物细胞培养物。因植物细胞生长缓慢，生长和生产周期长，培养一个批次从几个星期到几个月，因此植物细胞培养对反应器中的传感器元件要求比较高，我们终选用了可信任的梅特勒-托利多光学溶氧传感器In-Pro6880i，用在全自控植物细胞反应器的在线检测系统上。