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什么是细胞培养?需要什么条件?
七年级上册生物学《细胞的生活》一节里面有这样一个问题。为解决大面积烧伤病人的植皮难题,科学家研制出人造皮肤,研制过程中就需要将人的皮肤细胞至于培养皿中培养。怎样才能让培养皿中的这些细胞活下去呢?应该向培养品中加入哪些物质,适时做出自己的推测吧!这里有一个关键的科学原理我们应该弄明白:什么是细胞培养?01
百度百科的说法
细胞培养(cellculture)是指在体外模拟体内环境(无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等),使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。胞培养也叫细胞克隆技术,在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术,还是其中之一的生物克隆技术来说,细胞培养都是一个必不可少的过程,细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞,这是克隆技术必不可少的环节,而且细胞培养本身就是细胞的克隆。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中重要和常用技术,通过细胞培养既可以获得大量细胞,又可以借此研究细胞的信号转导、细胞的合成代谢、细胞的生长增殖等。[1杜晓娟主编.医学细胞生物学第版[M].北京:北京大学医学出版社,.08.5-6.]02
分类
培养条件。
动物细胞培养
植物细胞培养。
微生物细胞培养。
环境因素1.无菌环境
无*和无菌是体外培养细胞的首要条件。细胞在活体内,解*系统和免疫系统可抵抗微生物或其他有害物质的入侵,但细胞在体外培养的过程中,缺乏机体免疫系统的保护而丧失对微生物的防御能力和对有害物质的解*能力。为保证细胞能在体外环境中生长繁殖,必须要确保无菌工作区域、良好的个人卫生、无菌试剂和培养基以及无菌操作。
常见的微生物污染有支原体、细菌、真菌。支原体无致死*性,可与细胞长期共存,对细胞有潜在影响,但体积小,不易鉴别,可借助于地衣红或Hoechst42染色来进行检测。细菌增殖快,在短时间内即可大量扩增,并产生*素杀死细胞。真菌的种类繁多,肉眼可见,漂浮于培养液面上,可呈丝状、管状或树枝状等。
2.合适的温度
一般哺乳类与禽类细胞在体外培养的适宜温度是7~8℃,不适宜的环境温度会影响细胞的生长。细胞对低温的耐受能力要强于对高温的耐受能力,在低温下,细胞的代谢活力及核分裂能力降低。若温度不低于0℃,虽然细胞代谢受到影响,但无损伤作用;25~5℃时,细胞以缓慢的速度生长;但若被置于40℃数小时,则不仅不利于细胞生存、生长,甚至可导致其死亡。
.适宜的渗透压
高渗溶液或低渗溶液会引起细胞发生褶皱、肿胀、破裂。因此,渗透压是体外培养细胞的重要条件之一。多数体外培养的细胞对渗透压都有一定的耐受能力,实际应用中,~20mmol/L的渗透压可适用于大多数细胞。
4.气体环境与pH
细胞的体外培养需要理想的气体环境,氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件。氧气参与细胞的三羧酸循环,为细胞生存、代谢与合成提供能量;二氧化碳既是细胞的代谢产物,是细胞生长的必需成分,又与维持培养液的pH有关。大多数细胞适宜的pH范围往往是7.2~7.4。在开放式培养中,以5%的二氧化碳气体比例为宜。
营养条件1.培养基
细胞培养基包含细胞生长所需的各种营养物质,包括碳水化合物、氨基酸、无机盐、维生素等。针对不同细胞的营养需求,有多种合成培养基可供选择,如EBSS、Eagle、MEM、RPMll、DMEM等。
2.其他添加成分
在各种合成培养基提供基础营养物质之外,还需根据不同细胞和不同的培养目的添加其他成分,如血清、因子等。
血清提供的是细胞外基质、生长因子和转铁蛋白等重要物质,常用的是胎牛血清。要根据不同的细胞和不同的研究目的决定添加血清的比例。10%~20%的血清能维持细胞较快的生长增殖速度,称为生长培养液;为维持细胞缓慢生长或不死,添加2%~5%的血清即可,称为维持培养液。但血清中也存在有害于细胞生长和繁殖的物质,如补体、免疫球蛋白和一些生长抑制因子;成分不明确,影响对结果的分析;不同动物、不同批次的血清活性差别较大,影响培养效果的稳定性。
谷氨酰胺是细胞生长重要的氮源,在细胞生长代谢过程中起重要作用,但由于谷氨酰胺在溶液中很不稳定容易降解,4℃下放置7天即可分解约50%,故谷氨酰胺需在使用前添加。
为防止污染,培养基中还需添加一定量的抗生素,常用抗生素名称、浓度及敏感性如下表。[1]
抗生素名称
浓度
细菌敏感
支原体感染
青霉素
U/ml
+++
链霉素
ug/ml
+++
庆大霉素
50ug/ml
+++
卡那霉素
ug/ml
++
+
红霉素
50ug/ml
++
四环素
10ug/ml
++
++
多粘菌素
50ug/ml
++
两性霉素B
ug/ml
++
制霉菌素
50U/ml
++
截耳素衍生物
10ug/ml
+++
0
动物细胞培养
动物细胞培养:
在所有的细胞离体培养中,最困难的是动物细胞培养。下面是它所需要的特殊条件。
⑴血清:动物细胞离体培养常常需要血清。最常用的是小牛血清。血清提供生长必需因子,如激素、微量元素、矿物质和脂肪。在这里,血清等于是动物细胞离体培养的天然营养液。
⑵支持物:大多数动物细胞有贴壁生长的习惯。离体培养常用玻璃,塑料等作为支持物。
⑶气体交换:二氧化碳和氧气的比例要在细胞培养过程中不断进行调节,不断维持所需要的气体条件。
总结上面的内容可以知道:要体外进行人体皮肤细胞的培养,首先要满足培养的环境条件。即无菌环境和无*环境。其次要提供营养物质适合的温度和酸碱度,pH值。适宜的气体环境等等。培养瓶中应该加入如葡萄糖,氨基酸,无机盐,维生素和动物血清等营养物质。其中加入动物血清十分关键,因为动物血清可以提供类似生物体内的环境,同时动物血清中也含有一些动物的激素和酶,可以促进细胞的发育。04
具体步骤:
具体步骤:
一、细胞复苏
将冻存细胞从液氮中取出后,在7℃水浴锅内不断摇动促进其融化。移人15ml离心管中,加入10ml预热的DMEM完全培养基,轻轻吹匀,离心,rpmX2min,弃上清液。加入10mlDMEM培养基清洗,弃上清液。
加入10mlDMEM完全培养基,轻轻吹打,接种于10cm盘中,在含5%CO2的细胞培养箱中培养。
二、细胞传代
细胞密度达到80%~90%时.去培养基,10mlPBS清洗2次。加入ml含0.25%EDTA的胰蛋白酶,放人细胞培养箱min。加人1mlDMEM完全培养基终止胰酶消化,转移至15ml离心管。加入10mlPBS清洗细胞培养盘,转移至15ml离心管,rpmX2min,弃上清液。
再加入10mlPBS(经高压灭菌,保存于40C),吹匀,吸取10微升进行计数,按照1×/盘接种,在含5%CO2的细胞培养箱继续培养。
三、细胞冻存
细胞密度达到80%~90%时,去培养基,10mlPBS清洗2次。加入ml含0.25%EDTA的胰蛋白酶,放人细胞培养箱min。加入lmlDMEM完全培养基终止胰酶消化,转移至15ml离心管。加入10mlPBS清洗细胞培养盘,转移至15ml离心管,rpmX2min,弃上清液。
加入lml冻存液(90%血清,10%DMSO),放入冻存盒内(盒内有异丙醇,以保证温度降低的速度),立即放入一80℃冰箱内,过夜,第二天放入液氮中,可以保存至少两年,如不放人液氮,可以保存三个月。
冻存液的配制:70%的完全培养基+20%FBS+10%DMSO.DMSO要慢慢滴加,边滴边摇。尽管它的概念本身相对简单的短片中,我们将讨论能成功保持。
细胞培养介绍
细胞培养实验视频
细胞的传代培养
新冠疫苗的产生过程也需要细胞的培养,下面通过一个视频了解一下。
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