植物细胞培养反应器的产业特点_反应器_中国百科网
植物细胞培养反应器的产业特点
    植物细胞培养反应器 -产业特点 (1)产值不大作用大生物反应器产业本身很难有每年达数十亿元的产值，但其在生物技术产业链中却起着再生产和扩大再生产的作用，达上百亿元以上。有时一个新的生物反应器技术的应用和推广，就可能促进某一生物技术产品的产业化形成，提高生产能力，或降低生产成本，可节约能耗达数十亿元之巨。(2)产品多样性目前用于生产的细胞和生物材料有微生物、动植物细胞、藻类、各种酶类等。不同细胞或酶有不同特点，因而有不同生物反应器设计要求。生物反应器种类有气升式反应器和机械搅拌反应器；常规反应器和光生物反应器；好氧和厌氧反应器；液体深层培养反应器和固体发酵反应器；根据不同机械结构划分的反应器；不同控制原理划分的反应器等。此外，生物反应的规模也可由几十毫升到上百M3不等。很难规定几个通用产品进行大批量生产，大多数用户根据自己的研究或生产特点，提出不同的定货要求，反应器研制厂家必需有足够的技术力量和经验进行非定型化设计，以满足用户要求。植物细胞培养反应器(3)生物过程优化与放大技术具有先进的生物过程优化和放大能力是生物反应器设计的核心技术。由于在生物反应器中所发生的反应是在分子水平的遗传特性、细胞水平的代谢调节和反应器工程水平的混和传递等多尺度（水平）上发生的。因此，如何利用生物反应器中的多参数检测技术和在线计算机控制与数据处理技术，把细胞在反应器中各种表型数据与代谢调控有关的基因结构研究关联起来，是反应器过程优化与放大的重要内容，也是当前国内外竞相发展的具有原创性的知识产权技术，对促进生物技术产业化发展具有重要意义。由此可见，提供包含以上功能并具有自主知识产权的商品化生物反应器应是我国生物反应器产业的重点之一。(4)生物技术发展要求性能更高的生物反应器为了适应各种生物技术的实验室成果向产业化转化的需要，对生物反应器的性能要求愈来愈高，目前主要表现为：用于基因工程高密度高表达，符合GMP标准的生物反应器以及一些新技术的应用等。其中关于供氧问题，快速升温、SIP自动灭菌、CIP自动清洗、机械密封、排气处理、取样处理等问题以及培养液成份的流动注射分析（FIA）分析等都需很好解决。哺乳类动物细胞大规模培养是当前生产高附加值的糖基化活性蛋白医药产品的重要发展趋势。根据动物细胞无细胞壁，对剪切极端敏感，在细胞生长控制上，要防止细胞分化和细胞凋亡，有时还要考虑对产品糖基化质量的要求。所以反应器要具备低剪切效应，混合性能好等特点，要提供细胞形态在线观察和活细胞数量的传感技术，严格控制反应器的操作条件以及有关防污染的灌注系统、取样系统等都需要研究解决。用于细胞过程生理特性和过程传递特性研究的生物反应器研制，其中主要解决用于过程分析的各种传感器选型研制和数据处理软件包的研制。特别是近年来随着微生物基因组测序和系统生物学研究工作的深入展开，发酵过程检测与控测已经从基于参数传感技术的反馈控制发展为以信息处理为基础的生物过程检测与分析。各种谱分析与生物反应器实验数据关联起来，提供各种表型数据具有重要意义。因而对反应器设计提出了新的要求。随着生物技术在各领域的推广应用，用于海洋藻类、微生物肥料、微生态饲料、环境污染处理等大规模细胞培养需要高强度低造价的生物反应器。特别是近年来利用生物质生产燃料乙醇等能源物质的战略部署，需要应用大型高效节能生物反应器降低生产成本。(5)产品型号更新换代与部件技术研究生物反应器是多专业技术发展的综合体，由于反应器零部件技术的进步，必须及时更新产品设计，为用户提供性能更好且价格合理的反应器产品。这些零部件技术包括计算机软硬件技术、各种传感技术、反应器流型设计，新机械结构和材料等等。此外，随着信息处理技术的发展，如何实现大批量数据处理、贮存与通信，把生物信息学与过程信息结合起来实现复杂生物系统的分析与控制，也以软件包的形式逐渐从实验室研究走向商品化。(6)产品生产的标准化、规范化作为商品化装置的市场化，建立生物反应器生产标准，实施IS09001管理是发展生物反应器产业的重要内容，只有这样才能提供合符用户要求及质量稳定的产品。主要内容有：产品装置成套加工的工艺技术路线的确定与质量控制研究。在生物反应器制造过程中，如材料、焊接、表面处理、零部件机加工、外购件、易耗品…、直到安装流程工艺、器材仓库管理…等都要严格实施质量检验；原材料、半成品、成品标准等的确立与实施。如有关传感器及一些如空气过滤器、阀件、质量流量计等关键部件的测试标准的建立与研究，整机性能测试标准的建立与研究；产品质量过程控制程序的确立与实施等；整机性能测试标准的建立与研究。(7)高品质的售后技术支持由于生物反应器中的反应是在基因、细胞和反应器工程水平上多尺度发生的，因而真正利用生物反应器实现过程优化是有难度的，从理论到实践的提高，并进一步在生物技术产品生产中发挥作用，需要有一个过程，应该把售前宣传和售后服务等与整体应用技术提高结合起来才能取得好的效果。
Copyright by ；All rights reserved.优秀研究生学位论文题录展示UV诱导的植物细胞程序性死亡信号调控研究专　业: 光学关键词: 植物细胞 程序性死亡信号 信号调控 UV诱导分类号: Q942形　态: 共 67 页　约 43,885 个字　约 2.099 M内容阅　读: 内容摘要植物细胞程序性死亡(Programmed Cell Death，PCD)自九十年代初期被引入植物学研究领域以来，在国际上已形成一研究热潮，遍布植物发育生物学研究的各个领域。与动物细胞凋亡类似，植物细胞PCD也是由细胞内部信号控制的、普遍存在的程序性行为，在植物的系统发育、抵御病原菌侵染以及外界环境压力胁迫中起重要作用。许多植物细胞PCD也表现出类似动物细胞凋亡的特征，如染色质凝集、核小体DNA的断裂、明显的DNA ladder：而且近年来的研究表明生物与非生物凋亡因子(如UV照射、热应激、病原菌的侵染)诱导的植物PCD中也有类caspase凋亡蛋白酶的参与。研究植物细胞的PCD机制为认识植物-微生物互作、植物抵御病原菌侵染的机制、植物的逆境胁迫和抗逆机制提供理论依据，从而为抗逆作物的育种、植物病菌的防治和农业生产提供理论基础。
本论文实验研究的开展主要分为两部分：
第一部分主要探讨了UV-C辐射诱导的植物细胞PCD早期信号事件与通路。以往的研究表明UV-C可以诱导拟南芥死亡，这种死亡是一种光依赖的PCD过程，伴随有DNA ladder和细胞核形态的改变和断裂，并有类caspase凋亡蛋白酶的参与。但UV诱导植物细胞PCD的早期信号事件并不清楚，关于该过程是否有ROS的参与以及线粒体等细胞器的损伤也没有相关的研究。借助于激光共聚焦显微镜以及ROS、线粒体分子探针等的标记，我们对UV照射后可能介入的ROS的产生、定位，细胞器形态、功能的改变做了实时检测。结果表明，UV和白光照射后有大量ROS产生，主要来源于线粒体和叶绿体，随后线粒体的功能发生了紊乱，如跨膜电位的下降、发生聚集及运动的阻滞，而ROS清除剂和膜电位变化阻抑剂可以延缓或部分阻抑PCD，说明ROS和线粒体也在UV诱导的植物PCD中起重要的介导作用。
第二部分主要利用荧光共振能量转移技术(FRET)在活细胞中检测植物细胞PCD中类caspase蛋白酶活性的表达。大量的研究表明植物PCD中有类caspase凋亡蛋白酶的参与，但大都是利用caspase的荧光底物和专一性抑制剂的抑制效应或western实验来检测类caspase凋亡蛋白酶的活性，而非在活细胞中实时检测该酶的激活。FRET是近年来出现的一种应用于生命科学研究的新技术，利用这种技术能够定时、定量、定位、无损伤检测活细胞内蛋白质-蛋白质间相互作用以及特定蛋白酶的表达活性。我们根据FRET原理并参照动物细胞中FRET检测caspase酶活性的方法构建了植物表达FRET质粒，其表达出的融合蛋白中CFP和YFP通过含caspase-3切割序列DEVD的短肽相连。当有类caspase-3蛋白酶表达切割位点DEVD时，CFP和YFP荧光蛋白游离表现为FRET效应的下降消失。我们通过瞬时转染植物原生质体，利用激光共聚焦显微镜结合FRET、FRAP等技术分析验证了该融合质粒在植物细胞表达的正确性以及应用该质粒在活细胞中检测植物PCD中类caspase-3蛋白酶激活的可行性。UV诱导全文目录文摘英文文摘第一章 绪论1.1植物细胞程序性死亡Programmed Cell Death，PCD概论1.1.1动物细胞凋亡和植物细胞凋亡概述1.1.2植物生长发育中的PCD1.1.3生物和非生物因子诱导的植物细胞PCD1.1.4植物细胞PCD的特有特征1.2植物细胞PCD中的重要信号因子1.2.1植物激素Plant Hormones1.2.2活性氧Reactive Oxygen Species，ROS1.2.3钙信号Calcium Signaling1.2.4类caspase凋亡蛋白酶1.3 UV辐射诱导细胞凋亡研究现状1.3.1 UV辐射诱导动物细胞凋亡信号转导通路的研究1.3.2 UV辐射诱导植物细胞凋亡信号转导通路的研究1.4 FRET基本原理及其在植物细胞信号转导研究中的应用1.4.1 FRET基本原理1.4.2 FRET技术在植物细胞研究中的应用第二章 UV照射诱导的植物细胞PCD早期信号通路研究2.1引言2.2实验仪器、材料和方法2.2.1实验主要仪器和试剂2.2.2拟南芥的培养和原生质体的分离方法2.2.3荧光探针H2DCFDA、Rh123和Mitotracker的标记和观测方法2.2.4 UV-C照射处理和激光共聚焦扫描显微成像观察2.2.5荧光光谱仪的使用和光谱分析2.3实验结果2.3.1 UV照射处理后ROS的产生2.3.2 ROS清除剂对UV照射诱导ROS产生和原生质体PCD的抑制2.3.3 ROS在细胞内的定位和分布2.3.4正常植物细胞中线粒体、叶绿体形态和分布2.3.5 UV处理后线粒体形态和运动状况的改变2.3.6 UV诱导植物细胞PCD过程中线粒体膜电位的变化2.4实验结果的讨论第三章 植物细胞PCD中类Caspase-3蛋白酶激活的在体实时检测3.1引言3.2实验材料方法3.2.1实验材料、药品、试剂盒3.2.2 PI-ECFP-DEVD-EYFP质粒的构建3.2.3原生质体提取和瞬时转染3.2.4诱导转染后原生质体PCD和激光共聚焦显微成像3.3实验结果3.3.1重组质粒PI-ECFP-DEVD-EYFP的构建和鉴定3.3.2瞬时转染原生质体后ECFP-DEVD-EYFP融合蛋白的表达、细胞内定位分布和FRET效应观察3.3.3 EYFP受体荧光光漂白恢复FRAP分析3.3.4诱导植物细胞PCD和caspase蛋白酶表达后FRET效应的改变3.3讨论与小结第四章 植物细胞PCD研究展望4.1植物细胞PCD突变体以及植物特有的PCD调控因子的发掘4.2新的研究手段的介入参考文献附录相似论文,66页,Q943.2 TN247,84页,Q947.8,71页,Q947.8,51页,Q948.11,43页,Q945.78,55页,Q946,126页,Q945.11 TN241,78页,Q945.11,101页,Q945.11,70页,Q944.59,82页,Q945.11,38页,Q94,42页,Q94,55页,Q94,87页,Q94,54页,Q94,51页,Q94,47页,Q94,47页,Q94,205页,Q94中图分类:
> <font color=@2 > 生物科学 > 植物学 > 植物细胞学
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植物细胞凋亡
来源：互联网 更新时间： 12:30:10 责任编辑：鲁晓倩字体：
　　论文关键词:&植物;细胞凋亡;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 　　论文摘要:&细胞凋亡又叫细胞程序性死亡，是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。 &&&细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1&]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的，经过进一步深入研究之后，他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年，细胞凋亡的研究主要集中在动物，人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样，在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性，有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来，随着植物细胞凋亡的研究进展，人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分，同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。 　　1&植物细胞凋亡的一般特征 &&经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器)&[3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA&在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA&梯度(DNA&ladder)&,此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。 　　2　细胞凋亡的检测方法 &1　细胞形态学观察法 　　苏木素-&伊红(HE)&染色法:&石蜡切片的HE&染色是组织形态学检测的常规方法,&光学显微镜下细胞核呈蓝黑色,&胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布,&表现在核染色质致密浓缩,&核碎裂等。 　　(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体,&初期细胞可见完整的细胞器,&细胞膜完整,&凋亡小体形成。目前一致认为,&电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。 　　(2)&荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理,&可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoech&st&33258或Hoech&st&33342、碘化丙啶(P&I)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞,&而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光,&正常细胞呈均匀荧光染色,&而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。 &2　反映凋亡细胞膜改变的方法：染料排斥法。
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