細胞培養(cell culture)是指在體外模擬體內環(huán)境,使之生存、生長(cháng)、繁殖并維持主要結構和功能的一種方法。細胞培養也叫細胞克隆技術(shù),在生物學(xué)中的正規名詞為細胞培養技術(shù)。
不論對于整個(gè)生物工程技術(shù),還是其中之一的生物克隆技術(shù)來(lái)說(shuō),細胞培養都是一個(gè)不可少的過(guò)程,是細胞生物學(xué)研究方法中重要和常用技術(shù),通過(guò)細胞培養既可以獲得大量細胞,又可以借此研究細胞的信號轉導、細胞的合成代謝、細胞的生長(cháng)增殖等。
體外培養高度依賴(lài)培養體系與培養環(huán)境,本期內容為大家解析,常規細胞培養體系中的培養環(huán)境的關(guān)鍵要素。
01
細胞培養塑料耗材
隨著(zhù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不同種類(lèi)的的塑料逐漸用于細胞培養和基于細胞的檢測。
大多數脊椎動(dòng)物細胞均具有貼壁依賴(lài)的特質(zhì),因此需要對培養器皿表面進(jìn)行特殊處理,以便細胞附著(zhù)和生長(cháng)。
常用的細胞培養器皿有以下幾類(lèi):
培養瓶
培養瓶大小為12.5 cm^2到300 cm^2 不等,有直頸、彎頸兩種。
彎頸培養瓶的的使用更為普遍:操作更簡(jiǎn)便,實(shí)驗者更容易接觸到整個(gè)生長(cháng)表面;操作更安全,防止培養基接觸到蓋子,并允許從培養瓶中倒出培養基且減少滴落。
培養皿
一次性的專(zhuān)門(mén)設計用于支持培養細胞的生長(cháng)和繁殖的淺容器。尺寸選擇也很多,可清除地在顯微鏡下觀(guān)察細胞狀態(tài)。配有蓋子,提供連續的氣體交換與環(huán)境保護。
孔板
細胞培養板的孔數從4個(gè)到384個(gè)不等,可一次用于多種培養。
滾瓶
滾瓶更適合疫苗工業(yè)規模的生產(chǎn)、單克隆抗體和生物治療等應用。與培養瓶相比,滾瓶具有更大的生長(cháng)表面
腔式載玻片
腔式載玻片包含一個(gè)可拆卸的培養基腔室,實(shí)驗人員可以在單獨的顯微鏡載玻片上對培養細胞進(jìn)行接種、培養等操作。
02
pH值
大多數正常的哺乳動(dòng)物細胞系都能在pH值為7.4的環(huán)境中生長(cháng)良好,而且不同細胞 株間差異也并不大。
后來(lái)研究發(fā)現,有些轉化細胞系在略微偏酸性的環(huán)境(pH 7.0-7.4)中也能較好生長(cháng);而有些成纖維細胞系則更適合在略微偏堿性的環(huán)境(pH7.4-7.7)中生長(cháng);而某些昆蟲(chóng)細胞系在pH值為6.2的環(huán)境中生長(cháng)情況更佳。
03
二氧化碳
細胞培養基中的一些成分,可以控制培養體系中的pH值,提供緩沖作用。一般情況下,該緩沖作用通過(guò)添加有機緩沖液(HEPES)或者碳酸氫鹽緩沖液實(shí)現。
溶解態(tài)二氧化碳與碳酸氫根間的平衡,決定了培養基的pH值,因此,培養環(huán)境中空氣中二氧化碳的含量變化,也會(huì )改變培養基的pH值。為此,使用含碳酸氫鹽緩沖液的培養基時(shí),需配合使用外源性二氧化碳。
04
溫度
某種細胞體外培養時(shí)所需適宜溫度,主要取決于該供體物種的體溫,以及解剖部位體溫(同一物種不同組織培養溫度可能不同)。通常情況下,高溫對細胞培養的影響大于低溫??偟膩?lái)說(shuō),溫度控制建議在以下范圍:
1、大多數人類(lèi)和哺乳動(dòng)物細胞系在36°C——37°C下具有比較好的生長(cháng)狀態(tài)。
2、昆蟲(chóng)細胞在27°C下培養狀態(tài)較好;它們在高于或低于該溫度,生長(cháng)較慢。當培養溫度高于30°C時(shí),會(huì )降低昆蟲(chóng)細胞的存活率。
3、禽類(lèi)細胞系則需要38.5°C可實(shí)現更好的生長(cháng)。
4、源自冷血動(dòng)物,比如兩棲類(lèi)生物,冷水生活的魚(yú)類(lèi)的細胞系,適宜生長(cháng)的溫度則更寬,15°C至26°C范圍內,均有比較好的生長(cháng)狀況。
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