动植物细胞培养系统是用于体外大规模增殖细胞或生产生物制品的设备，可模拟体内生长环境，支持细胞生长、分化和代谢产物合成。动物细胞培养（如CHO、HEK

293细胞）主要用于抗体、疫苗生产，而植物细胞培养（如烟草、人参细胞）则用于次级代谢物（如紫杉醇）生产。 

一、设备组成 

1. 培养容器： 

- 动物细胞：搅拌式生物反应器、波浪式生物反应器、中空纤维反应器。 

- 植物细胞：气升式/搅拌式反应器、光生物反应器（用于光合作用依赖型培养）。 

2. 环境控制模块：温控系统（±0.5℃）、pH/溶氧传感器、CO₂/O₂调控装置。 

3. 辅助系统：无菌过滤（0.22μm膜）、培养基循环泵、在线监测与自动化控制软件。 

二、工作原理 

- 动物细胞：依赖温和搅拌（30-100 rpm）或微载体培养，避免剪切力损伤，维持溶氧（20%-60%空气饱和度）。 

- 植物细胞：气升式反应器利用上升气泡混合，减少机械剪切；光生物反应器需补充特定波长光照。 

三、设计方法 

1. 低剪切力设计：动物细胞采用倾斜桨或微泡通气，植物细胞选用气升式结构。 

2. 规模放大：保持kLa（传氧系数）和混合时间一致，避免代谢梯度。 

3. 无菌保障：316L不锈钢罐体，CIP/SIP（在线清洗/灭菌）功能。 

四、操作流程 

1. 预处理：121℃灭菌，校准传感器，预装培养基。 

2. 接种：动物细胞以1×10⁵ cells/mL密度接入；植物细胞需预培养至指数生长期。 

3. 培养控制： 

- 动物细胞：定期补加葡萄糖/生长因子，监测乳酸积累。 

- 植物细胞：调节光照周期（如16h光/8h暗），补充植物激素（如2,4-D）。 

4. 收获：离心或过滤收集细胞/产物。 

五、维护保养 

1. 清洗：培养后立即用去离子水→NaOH（0.1M）→PBS冲洗。 

2. 传感器维护：pH/DO电极定期校准，存储于缓冲液。 

3. 长期停用：排空管路，干燥保存，定期通电检测控制系统。