通过细胞培养生产天然化合物的方法分为几个步骤。

许多次生:植物的代谢是药物、染料、香料、色素和糖类的重要来源,但这些天然产物的含量太低,不能满足人类的需要,大规模人工合成存在许多困难。

然而,这些化合物存在于整个植物中,也存在于培养的细胞中。随着细胞培养技术的发展,人们可以利用细胞大量培养技术生产这些化合物。例如,在光照下培养的胡萝卜愈伤组织可分离出四种愈伤组织系,包括紫红色、橙红色、绿色和黄白色。其中,紫红色愈伤组织能合成大量花青素,但胡萝卜素含量较低。我国从新疆紫草中筛选出高产细胞系,紫草色素含量比原植物根高48倍,可作为轻工业原料。长春花细胞和愈伤组织培养物可以大量合成利血平和苦味素。

大量培养细胞生产天然化合物的方法大致包括三个步骤:一是高产细胞系的建立,包括从特定植物材料诱导愈伤组织,从愈伤组织中分离单细胞,筛选细胞突变和突变细胞,保存高产单细胞克隆;

二是“种子”培养,即将高产细胞系进行多次繁殖,以获得足够的培养细胞作为大量培养的接种材料;

第三,细胞的大量培养,即在发酵罐或生物反应器中进行细胞培养,生产所需的植物化合物。需要注意的是,在植物细胞的大量培养中,不能简单使用微生物发酵的设备和方法,必须根据植物细胞大、分散不均匀、生产周期长的特点设计生物反应器,并制定相应的操作规程。在生物反应器中,可以自动控制温度、pH值、电导率、气体浓度和泡沫形成。

到目前为止,大量细胞培养产生的次生代谢产物包括生物碱、甾体、萜类、醌类、生物活性物质(抗生物质、抗癌物质、抗病毒物质、抗酶物质等。)和酶。