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細(xì)胞是大多數(shù)生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。細(xì)胞培養(yǎng)是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境,使細(xì)胞在人工環(huán)境下控制的條件下生長(zhǎng)和繁殖的技術(shù)。細(xì)胞培養(yǎng)的目的一方面進(jìn)行后續(xù)的下游實(shí)驗(yàn),例如:
另一方面來(lái)說(shuō)進(jìn)行更深層次的生命科學(xué)研究,并將其應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題,例如疾病治療、藥物開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)等。
細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),細(xì)胞養(yǎng)好了,后續(xù)實(shí)驗(yàn)才能順利進(jìn)行,才能得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。今天,本文為大家介紹一下細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)設(shè)備和試劑。
在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),我們會(huì)用到超凈工作臺(tái)和生物安全柜。如果處理的樣品對(duì)人體無(wú)害,且操作過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生氣溶膠,可以使用超凈工作臺(tái);如果處理的樣品對(duì)人體有潛在危害,或操作過(guò)程可能產(chǎn)生氣溶膠,則必須使用生物安全柜。
圖1超凈工作臺(tái)和生物安全柜(圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò),如侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系)
超凈工作臺(tái)/生物安全柜的工作流程:
其它細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備包括:
類型 | 作用 |
基礎(chǔ)培養(yǎng)基 |
提供細(xì)胞生長(zhǎng)必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) |
血清 |
提供細(xì)胞生長(zhǎng)因子,緩沖pH值,解毒 |
胰酶 |
消化細(xì)胞間連接蛋白,使細(xì)胞脫落,用于細(xì)胞傳代 |
生長(zhǎng)因子 |
促進(jìn)特定細(xì)胞類型的生長(zhǎng)、增殖和分化 |
輔助試劑 |
緩沖液、抗生素、L-谷氨酰胺、非必須氨基酸 |
1.細(xì)胞培養(yǎng)基
培養(yǎng)基從生物體內(nèi)取出細(xì)胞或者組織,將放入有利于其生存/或增值人工環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)物培養(yǎng)的介質(zhì),培養(yǎng)基培養(yǎng)基的作用是為細(xì)胞培養(yǎng)提供生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。培養(yǎng)基分為完全培養(yǎng)基和不完全培養(yǎng)基。
完全培養(yǎng)基:包含支持細(xì)胞生長(zhǎng)所需的全部成分,即基礎(chǔ)培養(yǎng)基、血清、抗生素等都已添加齊全,可以直接用于細(xì)胞培養(yǎng)。這也是實(shí)驗(yàn)室中最常用的培養(yǎng)基類型。
不完全培養(yǎng)基:通常只包含基礎(chǔ)培養(yǎng)基和抗生素,不含血清或其他特殊添加劑。這類培養(yǎng)基通常用作配制完全培養(yǎng)基的基礎(chǔ),或者在一些特殊實(shí)驗(yàn)中使用,例如需要研究特定生長(zhǎng)因子對(duì)細(xì)胞影響的實(shí)驗(yàn)。
具體細(xì)胞培養(yǎng)基的選擇要結(jié)合細(xì)胞種類和培養(yǎng)條件選擇,如果你不清楚細(xì)胞如何選擇培養(yǎng)基,也歡迎咨詢紀(jì)寧生物,我們可以幫您推薦優(yōu)質(zhì)的培養(yǎng)基。
血清
血清為細(xì)胞培養(yǎng)提供細(xì)胞生長(zhǎng)因子和激素,促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化和存活。血清中的蛋白質(zhì)可以緩沖pH值的變化,并保護(hù)細(xì)胞免受機(jī)械損傷和毒性物質(zhì)的傷害。市面上細(xì)胞培養(yǎng)用的較多是胎牛血清,胎牛血清對(duì)細(xì)胞的有害成分較少。除此之外,新生牛血清,營(yíng)養(yǎng)成分次于胎牛血清,價(jià)格相對(duì)較低。值得注意是血清成分復(fù)雜,批次間差異較大,可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性。如果您對(duì)使用血清有疑惑,不知道選擇哪種血清,歡迎咨詢紀(jì)寧生物,我們幫助您推薦合適的血清應(yīng)用您的細(xì)胞培養(yǎng)。
胰酶
胰酶是一種蛋白酶,能夠水解蛋白質(zhì)肽鏈中的賴氨酸和精氨酸羧基端肽鍵。細(xì)胞之間的連接蛋白,例如細(xì)胞外基質(zhì)中的纖維連接蛋白、細(xì)胞-細(xì)胞連接蛋白等,都含有這些氨基酸殘基。胰酶通過(guò)水解這些連接蛋白,從而使細(xì)胞彼此分離。
胰酶在細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用:
1.細(xì)胞傳代:當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)到一定密度時(shí),需要進(jìn)行傳代以提供更大的生長(zhǎng)空間。
2.細(xì)胞計(jì)數(shù):進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)時(shí),需要先將細(xì)胞消化成單個(gè)細(xì)胞懸液。
3.細(xì)胞凍存:細(xì)胞凍存前,通常需要先將細(xì)胞消化下來(lái),制成細(xì)胞懸液,再加入凍存液進(jìn)行凍存。
使用胰酶的注意事項(xiàng):
1.濃度和作用時(shí)間:胰酶的消化能力較強(qiáng),使用時(shí)需要控制好濃度和作用時(shí)間,避免過(guò)度消化損傷細(xì)胞。
2.EDTA的作用:胰酶通常與EDTA(乙二胺四乙酸)聯(lián)用,EDTA可以螯合Ca2+和Mg2+等二價(jià)陽(yáng)離子,這些離子是某些細(xì)胞連接蛋白所必需的,因此EDTA可以增強(qiáng)胰酶的消化效果。
3.終止消化:消化完成后,需要及時(shí)加入含有血清的培養(yǎng)基或胰酶抑制劑(例如大豆胰酶抑制劑)來(lái)終止胰酶的消化作用,避免細(xì)胞受損。
抗生素
細(xì)胞培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富,為細(xì)胞生長(zhǎng)提供了優(yōu)渥的條件,但同時(shí)也為細(xì)菌、真菌等微生物提供了滋生的溫床。使用抗生素可以防止細(xì)菌、真菌和其他微生物的污染,保護(hù)細(xì)胞健康生長(zhǎng)。常用的細(xì)胞培養(yǎng)抗生素:
1.青霉素(Penicillin):抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌效果較好。
2.鏈霉素(Streptomycin):抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成,對(duì)革蘭氏陰性菌效果較好。
3.青霉素-鏈霉素雙抗(Penicillin-Streptomycin,P/S):兩者聯(lián)合使用,可以擴(kuò)大抗菌譜,是細(xì)胞培養(yǎng)中最常用的抗生素組合。
4.慶大霉素(Gentamicin):廣譜抗生素,對(duì)多種革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌有效。
5.兩性霉素B(AmphotericinB):抗真菌藥物,作用于真菌細(xì)胞膜上的麥角甾醇。
上述是細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)設(shè)備和試劑介紹,充分了解細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備和試劑的作用,才能在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的舞臺(tái)上“運(yùn)籌帷幄”,讓細(xì)胞乖乖聽(tīng)話!