5/17/2013
1
CHƢƠNG MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU MÔN HỌC
ThS. Nguyễn Thành Luân
Email:
KHOA CNSH & KTMT

BÀI GIẢNG CÁC PHƢƠNG PHÁP
NUÔI CẤY TẾ BÀO
ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC
Tên học phần: CÁC PHƢƠNG PHÁP NUÔI
CẤY TẾ BÀO
M học phần: 08220058
S tín chỉ: 2 (2, 0, 4)
Trnh đ: Dành cho sinh viên đại học
Hệ đào tạo: Đại học

Mục tiêu môn học
– Trình bày đƣợc kiến thức chung về nuôi cấy tế
bào, những hiểu biết chung về môi trƣờng và
điều kiện nuôi cấy; cũng nhƣ các phƣơng pháp
nuôi cấy cơ bản ở các mô tế bào khác nhau nhƣ
vi sinh vật, thực vật hoặc động vật.

– Hiểu đƣợc sự ảnh hƣởng của các điều kiện
ngoại cảnh đến khả năng nuôi cấy và sinh
trƣởng, phát triển của tế bào cũng nhƣ xuất hiên
các biến dị của mô hoặc tế bào sinh vật khi có
sự thay đổi các yếu tố ngoại cảnh.
5/17/2013

1998.

5/17/2013
3
Tiêu chí đánh giá môn học
 Dự lớp: 80% trở lên tính theo số tiết
lên lớp
 Thi giữa học phần: 0%
 Thi kết thúc học phần: 70%
 Khác: 30% (Thảo luận, tiểu luận…)

Đánh giá tiểu luận (30%)
• Seminar + tiểu luận theo nhm
• Thời gian: 15 phút/nhm, phải có đầy đủ thành
viên báo cáo
• Chủ đề về 1 tài liệu chuyên ngành về:
– Nuôi cấy tế bào VSV
– Nuôi cấy tế bào thc vt
– Nuôi cấy tế bào đng vt
• Chú trọng vào các phƣơng pháp nuôi cấy hiện
đại, ứng dụng cao
• Mi nhm tiểu luận: <= 5 ngƣi
BÁO CÁO TIỂU LUẬN
• Sinh viên tự chọn lọc tên đề tài phù hợp
về các lĩnh vực nuôi cấy tế bào vi sinh
vật, thực vật & động vật.
• Chọn lọc phƣơng pháp nuôi cấy hiện đại,
theo quy trình nuôi cấy theo công nghiệp
(thành phẩm).
• Ƣớc lƣợng rõ ràng giá cả, phân tích ƣu

bào, PP nuôi cấy TB VSV, Thực vật, Động
vật (Có câu hỏi tiếng Anh) 5/17/2013
5
ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT
S
TT

Nội dung
Số tiết
1
Chương 1: Mở đầu
2
2
Chương 2: Sinh trưởng và bất động của tế bào
4
3
Chương 3: Động học sinh trưởng của tế bào
4
4
Chương 4:
Thiết kế hệ lên men 4
5
Chương 5: Nuôi cấy tế bào vi sinh vật
4
6
Chương 6: Nuôi cấy tế bào động vật
4

động vật). Mi tế bào sống của cơ thể sinh
vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này
đƣợc xem nhƣ một lò phản ứng nhỏ”.
Công nghệ sinh học hiện đại
• Thuật ngữ “Công nghệ sinh
học” thƣờng đƣợc sử dụng.
Vậy CNSH là gì?

• Những kỹ thuật mới nhƣ DNA
tái tổ hợp (DNA recombinant)
và dung hợp tế bào (cell
fusion), đƣợc xem là lĩnh vực
công nghệ sinh học hiện đại.
5/17/2013
7
Câu hỏi
• Hãy cho biết bản chất của phƣơng
pháp DNA tái tổ hợp và dung hợp tế
bào?

• Các ứng dụng của 2 phƣơng pháp trên

Nhu cầu của CNSH hiện đại
• Các dƣợc phẩm:
– Sản xuất Insulin để chữa bệnh đái tháo
đƣờng
– Sản xuất các Hormone sinh trƣởng ngƣời
để điều trị bệnh còi của trẻ em
– Các Interferon (IFNs) để chống viêm nhiễm,
vaccine phòng bệnh và các kháng thể đơn

9
Mục tiêu chính của công nghệ rDNA
• Gắn một gen ngoại lai (foreign gene) mã
hóa cho một sản phẩm mong muốn vào
trong các dạng DNA mạch vòng (plasmid
vector) của vi khuẩn

• Chuyển gene vào trong một cơ thể vật
chủ  gen ngoại lai c thể biểu hiện để
sản xuất sản phẩm của n từ cơ thể này.
Dung nạp tế bào (cell fusion)
Dung nạp tế bào
• Là quá trình hình thành một tế bào lai đơn
(single hybrid cell) với nhân và tế bào chất
từ hai loại tế bào riêng biệt để tổ hợp các
đặc điểm mong muốn của cả hai loại tế
bào này.
• Ứng dụng trong việc ứng dụng sản xuất
tế bào lai trong sản xuất kháng thể đơn
dòng, ghp mô tế bào,…
5/17/2013
10
Công nghệ nuôi cấy tế bào
• Các công nghệ DNA tái tổ hợp hoặc dung
nạp tế bào đƣợc khởi đầu bởi những
nghiên cứu thuần túy và các kết quả cuối
cùng có thể phát triển thành một loại tế bào
mới có thể sản xuất sản phẩm có  nghĩa
thƣơng mại
 Đòi hỏi phải phát triển thành quy trình

Ứng dụng trong tất cả các thí
nghiệm in vitro về các mô và cơ
quan (cơ, tim của chim, cá,
động vật có vú )
Lịch sử hình thành
Vào năm 1885, Roux
chuyển 1 mẫu đĩa môi
trƣờng nuôi cấy tế bào
thần kinh of 1 phôi tế
bào gà và duy trì trong 1
môi trƣờng muối saline,
mở đầu cho việc phát
triển công nghệ nuôi cấy
tế bào.
Wilhelm Roux (1850 – 1924)
ngƣời Đức
Lịch sử hình thành
• Từ 1907–1910, sáng
chế ra mô tế bào nhân
tạo từ tế bào thần kinh
ếch trong môi trƣờng
chứa lymphocytes
Ross Granville Harrison
(Mỹ)
(1870 – 1959)
5/17/2013
12
Lịch sử hình thành
• Đến năm 1960,
Melcher và

13
Bio-prossessing
Kỹ thuật tạo dòng tế bào
Bể phản ứng sinh học
5/17/2013
14
Bể phản ứng sinh học
Theo anh/chị, bể phản ứng sinh học là
gì?
Nuôi cấy tế bào
Nuôi cấy tế bào là
chọn lọc các tế bào
ở giai đoạn phát
triển tối ƣu nhất
trong quá trình sinh
trƣởng và phát triển
của tế bào sinh vật
sống gồm 4 giai
đoạn là: thích nghi,
tăng trƣởng, cân
bằng và suy tàn.
Phƣơng pháp nuôi cấy tế bào
• Điểm khác biệt giữa phƣơng pháp nuôi
cấy tế bào đơn thực vật và động vật,
VSV ở:
– Mức độ vô trùng
– Tồn tại dƣới dạng huyền phù
– Tốc độ phân chia  sinh khối
– Phƣơng thức sinh dƣỡng
– Các chất đƣợc tạo ra trong quá trình trao

• Thuộc họ hiếu khí
bắt buộc,
• Là loại nấm sợi bào
tử hở.
• Khi mới phát hiện
trong môi trường
đặc, chúng tạo ra hai
dạng khuẩn ty:
khuẩn ty khí sinh và
khuẩn ty dinh dưỡng
màu trắng
Dựa vào tính chất của canh trường
Nuôi cấy chìm

Nuôi bề mặt
5/17/2013
17
Hiệu quả kinh tế
• Với nguồn cơ chất chính là glucoza và lên
men theo phương pháp chìm
• Nồng độ penicillin G trong dịch lên men
những năm 80 - 90 của thế kỷXX đạt
khoảng 80.000 UI/ml (tương ứng năng suất
khoảng 40 - 50 kg penicillin G/m
3
dịch lên
men ).

Nuôi cấy tế bào thực vật
 Nuôi cấy mô tế bào


• Các loài ấu trùng của bƣớm, châu chấu
và sâu
− Recombinat protein
 Xác định các nhóm RNA hoặc DNA khó
xác định ở các nhóm sinh vật bậc cao
Nuôi cấy tế bào động vật
• Đa dạng:
– Nuôi cấy tế bào gốc
– Sản xuất vaccine
– Biệt hóa dòng tế bào động vật
– Hoạt chất chống ung thƣ
– Kháng thể đơn dòng
– …….
 Ứng dụng các thử nghiệm thành công
trên ngƣời phục vụ cho mục đích y học
5/17/2013
19
Công nghệ tế bào gốc (stem cell)
Sản phẩm của quá trình sinh học
• Sản phẩm biến dƣỡng của sinh vật
• Sản phẩm sơ cấp: carbohydrate, acid bo
(fatty acid), amino acid,…
• Sản phẩm thứ cấp: alkaloid, nicotine,
berberin, ginsenosid, palitaxel,
bacteriocin, …
• Sản phẩm thứ cấp giúp đáp ứng stress,
phòng vệ chống vi sinh vật, côn trùng,…
Ứng dụng trong tách chiết hợp chất sinh học thứ cấp
• Hợp chất ginsenosid

– Hormone tăng trƣởng/kích thích
– Kháng thể đơn dòng
– Tế bào gốc trong cấy ghép mô/tế bào
Chọn lọc phƣơng pháp làm tăng sản lƣợng
• Điều kiện môi trƣờng thích hợp
• Chọn lựa chủng c năng suất cao
• Biến đổi tiền chất
• Xử l với các chất cảm ứng
• Cố định tế bào
• Tiết sản phẩm ra môi trƣờng
• Gây đột biến tế bào
• Phát sinh hình thái

5/17/2013
21
Cố định tế bào
• Một hệ thống cố định c thể duy trì sự sống của
tế bào qua một khoảng thời gian dài và phóng
thích phần lớn sản phẩm ra môi trƣờng ngoại
bào ở dạng ổn định:
• Sự cố định thƣờng bị hạn chế
• Sinh khối ban đầu phải đƣợc nuôi cấy dạng
huyền phù tế bào
• Sản phẩm bắt buộc tiết ra môi trƣờng
• Sản phẩm bị thoái biến
• Ngăn cản sự khuếch tán của tế bào

Tiết sản phẩm ra môi trƣờng
• C thể làm tăng khả năng sản xuất
những hợp chất thứ cấp bằng cách kích

đƣợc giữ lại với một hàm lƣợng rất thấp hoặc
loại bỏ hẳn để tế bào sản xuất các chất biến
dƣỡng

Các lƣu ý trong sử dụng phƣơng
pháp nuôi cấy tế bào
• Không nên nuôi cấy tế bào một cách đại trà mà
không tính toán đến khả năng tạo ra những sản
phẩm đặc biệt của loài đ.
• Không phải tất cả các cơ quan đều c khả năng
tạo ra chất mà ta quan tâm.
• Trong quá trình nuôi cấy, luôn luôn phải tiến hành
tuyển chọn để nâng cao năng suất tạo ra các sản
phẩm bậc 2.
• Bổ sung cơ chất tƣơng ứng.
• Tìm ra môi trƣờng đặc hiệu cho từng loại tế bào

5/17/2013
23
Các ƣu điểm
• Điều kiện phản ứng nhẹ nhàng, ôn hòa:
quá trình sinh học ít ảnh hƣởng so với quá
trình hóa học
• Tính đặc hiệu: 1 enzyme chỉ 1 hoặc 2 cơ
chất xúc tác
• Tính hiệu lc: enzyme xúc tác nhanh,
mạnh so với chất xúc tác khác
• Các tài nguyên c thể đổi mới
• Công nghệ DNA tái tổ hợp: h trợ việc chọn
lọc dòng/giống