作者：(美)M.C.弗利金杰主编
页数：586
出版社：科学出版社
出版日期：2019
ISBN：9787030483317
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内容简介
生物技术、新材料和工程方法相关的基础理论的新技术持续被转化、应用于生物工艺之中，以比其他大多数行业更快的速度将新产品推向市场。工业规模生物技术和新的制造方法一直是专业内的主要研究领域，并使得医，环境监测和修复，消费品、食品生产，农业和林业等产业发生了革命性进步。为了满足终产品的需求，上游工艺由完整活细胞或终产物合成所需生物分子。通过逆向工作，细胞或酶被设计为可以产生的、具有生物学活性或临床疗效的产品。
《工业生物技术——上游（共两卷）》卷先提供有关工业细胞基因表达的深度信息，以及量化细胞生长速率的方法，从而设计高度可重复的工艺。随后讨论了基因表达平台的选择对整体工艺设计和终产品产量的影响、培养基成分、生长情况和工艺放大的方法等内容。
目录
目 录
卷 表达系统与工艺开发
部分 介 绍
介绍 1
部分 工业细胞生长和基因表达系统
章 动物细胞，悬浮培养 7
1.1 介绍 7
1.2 悬浮培养大规模生产所用类型 7
1.3 悬浮培养反应器 8
1.4 反应器的操作模式 9
1.5 工艺监测与控制
1.6 悬浮培养用培养基 12
1.7 结论 12
章 杆状病毒表达载体系统 15
2.1 引言 15
2.2 杆状病毒的结构和复制 15
2.3 重组杆状病毒的制备 16
2.4 杆状病毒转移载体 17
2.5 修饰杆状病毒基因组以提高蛋白质产量 21
2.6 昆虫细胞培养 21
2.7 杆状病毒在哺乳动物细胞中表达外源基因 22
2.8 结论 23
第3章 杆状病毒动力学，昆虫细胞培养 25
3.1 历史与挑战 25
3.2 杆状病毒 26
3.3 细胞产量概念 26
3.4 病毒感染动力学模型：同步感染 27
3.5 病毒感染动力学模型：异步感染 32
第4章 细胞培养，无菌操作技术 37
4.1 简介 37
4.2 无菌技术：一般注意事项 38
4.3 无菌技术：基本规程 39
4.4 高效空气（HEPA）过滤器 41
4.5 采用高效过滤的通风橱和安全柜 43
4.6 单向气流柜和微生物安全柜的使用 45
4.7 级和级微生物安全柜的测试 47
4.8 细胞培养用洁净室 49
第5章 细胞周期在生物工艺中的应用 53
5.1 引言 53
5.2 细胞周期 53
5.3 细胞周期参数的描述方法 57
5.4 细胞周期在生物技术中的重要性 59
第6章 细胞生长及蛋白质表达动力学 64
6.1 简介 64
6.2 分批培养动力学 64
6.3 连续培养动力学 66
6.4 补料分批培养及灌流培养 69
6.5 结论 69
第7章 细胞活力测定 72
7.1 简介 72
7.2 通透性分析 72
7.3 功能分析 73
7.4 流式细胞术 74
7.5 物理方法 75
第8章 动物细胞培养过程中的污染物检测 79
8.1 简介 79
8.2 历史回顾 79
8.3 监管问题 80
8.4 制造和安全检测标准 81
8.5 病毒污染物举例 81
8.6 细胞系中病毒污染物的检测 82
8.7 测试原材料 88
8.8 支原体检测 90
8.9 细菌和真菌 92
8. 氧摄取率 92
8.11 内毒素检测 92
8.12 统计分析 92
8.13 朊病毒检测 94
8.14 结论 95
第9章 培养物保存和生物资源中心 98
9.1 简介 98
9.2 培养物保藏资金 0
9.3 运营 0
9.4 质量管理 5
9.5 服务 6
9.6 小结 111
0章 菌种保存 114
.1 引言 114
.2 细菌菌株的培养和保存 114
.3 真菌与酵母菌株的培养与保存 118
.4 细胞培养物的培养和保存 119
1章 芽孢杆菌及其他革兰氏阳性菌异源蛋白的表达与分泌 122
11.1 引言 122
11.2 主要工业用菌株 123
11.3 巨大芽孢杆菌 124
11.4 巨大芽孢杆菌实验方案 132
2章 基因在人细胞的表达 137
12.1 背景 137
12.2 用人细胞系表达基因的安全和监管方面 139
12.3 基因在人细胞系中的表达 140
12.4 人细胞系培养的放大 144
12.5 结束语 144
3章 基因在毕赤酵母和其他甲醇酵母中的表达 147
13.1 引言 147
13.2 背景 147
13.3 蛋白质表达和优化的策略 148
13.4 发酵工艺 152
13.5 结论和未来展望 155
13.6 培养基组成 156
13.7 毕赤酵母菌株术语 157
4章 重组动物细胞和转基因动物中的基因表达 161
14.1 引言 161
14.2 综述 161
14.3 动物细胞的质粒表达载体 163
14.4 其他直接转移载体 165
14.5 直接DNA转移 168
14.6 转染方法 174
14.7 病毒表达载体 177
14.8 表达参数和优化：载体和插入序列 189
14.9 表达参数优化——转基因整合的结果 195
14. 基于重组的方法学及基因抑制策略 201
14.11 转基因哺乳动物细胞产品 208
14.12 转基因动物应用 2
14.13 核移植技术 212
5章 动物细胞系接种物扩培方法 221
15.1 引言 221
15.2 接种物扩培的过程 221
15.3 细胞库对接种物扩培的影响 225
15.4 接种物扩培的发展趋势 226
15.5 技术转移 228
15.6 结论 228
15.7 产品网站 229
6章 昆虫细胞培养 231
16.1 引言 231
16.2 昆虫细胞系 231
16.3 病毒 232
16.4 杆状病毒基因表达 233
16.5 重组杆状病毒构建 234
16.6 翻译后加工 235
16.7 应用 237
16.8 大规模工艺：细胞培养或者幼虫生产 237
16.9 结论 244
7章 微生物生长动力学 247
17.1 引言 247
17.2 生长化学计量学 247
17.3 化学和酶促反应动力学 253
17.4 微生物和细胞生长的简单模型 259
17.5 结构化模型 264
17.6 种群动力学（突变、自选择、质粒转移） 270
17.7 在各种培养系统中微生物的生长 271
8章 微藻类大规模培养方法 277
18.1 引言 277
18.2 微藻类大规模培物反应器 277
18.3 微藻类产量决定因素 282
18.4 管式光生物反应器设计 289
18.5 微藻类大规模培养中的光合效率 292
18.6 操作注意事项 293
18.7 结束语 293
9章 微生物生长测量 297
19.1 简介 297
19.2 微粒直接计数 299
19.3 菌落计数等同于活菌计数 301
19.4 生物量直接测量法 302
19.5 光散射检测生物量 303
19.6 取样 305
0章 微生物培养基的组成 307
20.1 引言 307
20.2 基本的营养需求 307
20.3 物理参数 314
20.4 培养基设计与组成 315
20.5 培养基 321
20.6 培养基保存 322
1章 细胞的显微鉴定 325
21.1 引言与展望 325
21.2 显微镜的发展与里程碑 325
21.3 光学显微术 326
21.4 激光镊子和剪刀 338
21.5 扫描探针近场显微镜 338
21.6 视频显微术和图像处理 339
21.7 电子显微镜 341
21.8 结论 344
21.9 网站 344
2章 细胞培养中的支原体污染 348
22.1 支原体的生物学地位及系统命名法 348
22.2 细胞培养中的支原体污染 350
22.3 支原体污染检测 353
22.4 支原体污染的消除 358
22.5 检测、去除及防止支原体污染的工作方案 361
3章 蛋白质糖基化：分析、鉴定和工程 365
23.1 引言 365
23.2 蛋白质糖基化概述 365
23.3 蛋白质糖基化的作用 368
23.4 分析糖蛋白、糖肽及其附属的糖的技术 369
23.5 重组蛋白物的糖基化作用 378
23.6 结论 394
4章 革兰氏阳性菌异源蛋白表达 409
24.1 革兰氏阳性菌通过一般输出途径的蛋白表达 409
24.2 乳酸乳球菌异源蛋白的分泌 4
24.3 表达体系 411
24.4 乳酸乳球菌蛋白分泌 413
24.5 结论 415
5章 细菌中可溶性蛋白的表达 419
25.1 引言 419
25.2 改变生长条件增加可溶性表达 420
25.3 改变宿主菌株和载体指导可溶性表达 422
25.4 改变蛋白质序列增加可溶性 425
25.5 影响可溶性蛋白得率的生长条件和可变因素 427
25.6 结论和展望 429
第三部分 培养基、细胞系和过程开发
6章 动物细胞培养基 439
26.1 引言 439
26.2 细胞培养基中的营养物质 440
26.3 基础培养基的发展 441
26.4 补料培养基的开发 444
26.5 产品质量 445
26.6 适当小规模模型和高通量系统的应用 446
26.7 基础培养基和补料培养基优化及实施的工业化考虑 447
26.8 结束语 448
7章 动物细胞培养，渗透压与温度的效应 452
27.1 细胞微环境渗透压的影响 452
27.2 生物工程系统中温度扰动对细胞生理机能与性能的影响 456
27.3 结论 460
8章 动物细胞的稳定性 466
28.1 影响内源性基因遗传稳定性的因素 466
28.2 重组细胞系的基因型和表型稳定性 469
28.3 遗传不稳定性对重组蛋白质量的影响 471
28.4 基因型鉴定和遗传稳定性验证 474
9章 动物细胞分型，杂交瘤 479
29.1 引言 479
29.2 利用体外动物细胞生产单克隆抗体 480
29.3 人抗体生产新方法（体外免疫，人工淋巴结系统） 483
29.4 人用抗体的替代品 483
29.5 展望 484
第30章 重组人抗体的生产 486
30.1 简介 486
30.2 为什么会选择重组抗体并进行生产 487
30.3 使杂交瘤衍生的抗体更人源化 488
30.4 重组人抗体的获得 489
30.5 重组抗体的生产 493
30.6 重组抗体变体 493
30.7 重组抗体的应用 496
30.8 展望 497
第31章 消泡剂与普郎尼克多元醇，细胞保护 498
31.1 引言 498
31.2 普郎尼克多元醇的性能 498
31.3 普郎尼克多元醇的保护作用 499
31.4 应用 500
第32章 生物反应器的小型化 502
32.1 引言 502
32.2 生物反应器的监控工具 502
32.3 生物反应器静态系统 503
32.4 微加工生物反应器 503
32.5 生物反应器震荡系统 504
32.6 生物反应器搅拌系统 512
32.7 生物反应
卷 表达系统与工艺开发
部分 介 绍
介绍 1
部分 工业细胞生长和基因表达系统
章 动物细胞，悬浮培养 7
1.1 介绍 7
1.2 悬浮培养大规模生产所用类型 7
1.3 悬浮培养反应器 8
1.4 反应器的操作模式 9
1.5 工艺监测与控制
1.6 悬浮培养用培养基 12
1.7 结论 12
章 杆状病毒表达载体系统 15
2.1 引言 15
2.2 杆状病毒的结构和复制 15
2.3 重组杆状病毒的制备 16
2.4 杆状病毒转移载体 17
2.5 修饰杆状病毒基因组以提高蛋白质产量 21
2.6 昆虫细胞培养 21
2.7 杆状病毒在哺乳动物细胞中表达外源基因 22
2.8 结论 23
第3章 杆状病毒动力学，昆虫细胞培养 25
3.1 历史与挑战 25
3.2 杆状病毒 26
3.3 细胞产量概念 26
3.4 病毒感染动力学模型：同步感染 27
3.5 病毒感染动力学模型：异步感染 32
第4章 细胞培养，无菌操作技术 37
4.1 简介 37
4.2 无菌技术：一般注意事项 38
4.3 无菌技术：基本规程 39
4.4 高效空气（HEPA）过滤器 41
4.5 采用高效过滤的通风橱和安全柜 43
4.6 单向气流柜和微生物安全柜的使用 45
4.7 级和级微生物安全柜的测试 47
4.8 细胞培养用洁净室 49
第5章 细胞周期在生物工艺中的应用 53
5.1 引言 53
5.2 细胞周期 53
5.3 细胞周期参数的描述方法 57
5.4 细胞周期在生物技术中的重要性 59
第6章 细胞生长及蛋白质表达动力学 64
6.1 简介 64
6.2 分批培养动力学 64
6.3 连续培养动力学 66
6.4 补料分批培养及灌流培养 69
6.5 结论 69
第7章 细胞活力测定 72
7.1 简介 72
7.2 通透性分析 72
7.3 功能分析 73
7.4 流式细胞术 74
7.5 物理方法 75
第8章 动物细胞培养过程中的污染物检测 79
8.1 简介 79
8.2 历史回顾 79
8.3 监管问题 80
8.4 制造和安全检测标准 81
8.5 病毒污染物举例 81
8.6 细胞系中病毒污染物的检测 82
8.7 测试原材料 88
8.8 支原体检测 90
8.9 细菌和真菌 92
8. 氧摄取率 92
8.11 内毒素检测 92
8.12 统计分析 92
8.13 朊病毒检测 94
8.14 结论 95
第9章 培养物保存和生物资源中心 98
9.1 简介 98
9.2 培养物保藏资金 0
9.3 运营 0
9.4 质量管理 5
9.5 服务 6
9.6 小结 111
0章 菌种保存 114
.1 引言 114
.2 细菌菌株的培养和保存 114
.3 真菌与酵母菌株的培养与保存 118
.4 细胞培养物的培养和保存 119
1章 芽孢杆菌及其他革兰氏阳性菌异源蛋白的表达与分泌 122
11.1 引言 122
11.2 主要工业用菌株 123
11.3 巨大芽孢杆菌 124
11.4 巨大芽孢杆菌实验方案 132
2章 基因在人细胞的表达 137
12.1 背景 137
12.2 用人细胞系表达基因的安全和监管方面 139
12.3 基因在人细胞系中的表达 140
12.4 人细胞系培养的放大 144
12.5 结束语 144
3章 基因在毕赤酵母和其他甲醇酵母中的表达 147
13.1 引言 147
13.2 背景 147
13.3 蛋白质表达和优化的策略 148
13.4 发酵工艺 152
13.5 结论和未来展望 155
13.6 培养基组成 156
13.7 毕赤酵母菌株术语 157
4章 重组动物细胞和转基因动物中的基因表达 161
14.1 引言 161
14.2 综述 161
14.3 动物细胞的质粒表达载体 163
14.4 其他直接转移载体 165
14.5 直接DNA转移 168
14.6 转染方法 174
14.7 病毒表达载体 177
14.8 表达参数和优化：载体和插入序列 189
14.9 表达参数优化——转基因整合的结果 195
14. 基于重组的方法学及基因抑制策略 201
14.11 转基因哺乳动物细胞产品 208
14.12 转基因动物应用 2
14.13 核移植技术 212
5章 动物细胞系接种物扩培方法 221
15.1 引言 221
15.2 接种物扩培的过程 221
15.3 细胞库对接种物扩培的影响 225
15.4 接种物扩培的发展趋势 226
15.5 技术转移 228
15.6 结论 228
15.7 产品网站 229
6章 昆虫细胞培养 231
16.1 引言 231
16.2 昆虫细胞系 231
16.3 病毒 232
16.4 杆状病毒基因表达 233
16.5 重组杆状病毒构建 234
16.6 翻译后加工 235
16.7 应用 237
16.8 大规模工艺：细胞培养或者幼虫生产 237
16.9 结论 244
7章 微生物生长动力学 247
17.1 引言 247
17.2 生长化学计量学 247
17.3 化学和酶促反应动力学 253
17.4 微生物和细胞生长的简单模型 259
17.5 结构化模型 264
17.6 种群动力学（突变、自选择、质粒转移） 270
17.7 在各种培养系统中微生物的生长 271
8章 微藻类大规模培养方法 277
18.1 引言 277
18.2 微藻类大规模培物反应器 277
18.3 微藻类产量决定因素 282
18.4 管式光生物反应器设计 289
18.5 微藻类大规模培养中的光合效率 292
18.6 操作注意事项 293
18.7 结束语 293
9章 微生物生长测量 297
19.1 简介 297
19.2 微粒直接计数 299
19.3 菌落计数等同于活菌计数 301
19.4 生物量直接测量法 302
19.5 光散射检测生物量 303
19.6 取样 305
0章 微生物培养基的组成 307
20.1 引言 307
20.2 基本的营养需求 307
20.3 物理参数 314
20.4 培养基设计与组成 315
20.5 培养基 321
20.6 培养基保存 322
1章 细胞的显微鉴定 325
21.1 引言与展望 325
21.2 显微镜的发展与里程碑 325
21.3 光学显微术 326
21.4 激光镊子和剪刀 338
21.5 扫描探针近场显微镜 338
21.6 视频显微术和图像处理 339
21.7 电子显微镜 341
21.8 结论 344
21.9 网站 344
2章 细胞培养中的支原体污染 348
22.1 支原体的生物学地位及系统命名法 348
22.2 细胞培养中的支原体污染 350
22.3 支原体污染检测 353
22.4 支原体污染的消除 358
22.5 检测、去除及防止支原体污染的工作方案 361
3章 蛋白质糖基化：分析、鉴定和工程 365
23.1 引言 365
23.2 蛋白质糖基化概述 365
23.3 蛋白质糖基化的作用 368
23.4 分析糖蛋白、糖肽及其附属的糖的技术 369
23.5 重组蛋白物的糖基化作用 378
23.6 结论 394
4章 革兰氏阳性菌异源蛋白表达 409
24.1 革兰氏阳性菌通过一般输出途径的蛋白表达 409
24.2 乳酸乳球菌异源蛋白的分泌 4
24.3 表达体系 411
24.4 乳酸乳球菌蛋白分泌 413
24.5 结论 415
5章 细菌中可溶性蛋白的表达 419
25.1 引言 419
25.2 改变生长条件增加可溶性表达 420
25.3 改变宿主菌株和载体指导可溶性表达 422
25.4 改变蛋白质序列增加可溶性 425
25.5 影响可溶性蛋白得率的生长条件和可变因素 427
25.6 结论和展望 429
第三部分 培养基、细胞系和过程开发
6章 动物细胞培养基 439
26.1 引言 439
26.2 细胞培养基中的营养物质 440
26.3 基础培养基的发展 441
26.4 补料培养基的开发 444
26.5 产品质量 445
26.6 适当小规模模型和高通量系统的应用 446
26.7 基础培养基和补料培养基优化及实施的工业化考虑 447
26.8 结束语 448
7章 动物细胞培养，渗透压与温度的效应 452
27.1 细胞微环境渗透压的影响 452
27.2 生物工程系统中温度扰动对细胞生理机能与性能的影响 456
27.3 结论 460
8章 动物细胞的稳定性 466
28.1 影响内源性基因遗传稳定性的因素 466
28.2 重组细胞系的基因型和表型稳定性 469
28.3 遗传不稳定性对重组蛋白质量的影响 471
28.4 基因型鉴定和遗传稳定性验证 474
9章 动物细胞分型，杂交瘤 479
29.1 引言 479
29.2 利用体外动物细胞生产单克隆抗体 480
29.3 人抗体生产新方法（体外免疫，人工淋巴结系统） 483
29.4 人用抗体的替代品 483
29.5 展望 484
第30章 重组人抗体的生产 486
30.1 简介 486
30.2 为什么会选择重组抗体并进行生产 487
30.3 使杂交瘤衍生的抗体更人源化 488
30.4 重组人抗体的获得 489
30.5 重组抗体的生产 493
30.6 重组抗体变体 493
30.7 重组抗体的应用 496
30.8 展望 497
第31章 消泡剂与普郎尼克多元醇，细胞保护 498
31.1 引言 498
31.2 普郎尼克多元醇的性能 498
31.3 普郎尼克多元醇的保护作用 499
31.4 应用 500
第32章 生物反应器的小型化 502
32.1 引言 502
32.2 生物反应器的监控工具 502
32.3 生物反应器静态系统 503
32.4 微加工生物反应器 503
32.5 生物反应器震荡系统 504
32.6 生物反应器搅拌系统 512
32.7 生物反应
