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    带你走近细胞生物学世界的第一步——细胞培养

    发布时间: 2021-10-21  点击次数: 321次

    细胞培养的概念:

        细胞培养(cell culture)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。细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。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,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。

    细胞培养所需的仪器设备:

    倒置显微镜

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    便于掌握细胞的生长情况(细胞形态、大小、密度、结构)并观察有无污染等

    细胞培养箱

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    可以精确地提供细胞培养需要的温度、湿度、气体环境,有效防止细胞污染

    超净工作台

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    用于细胞培养实验的无菌操作

    低速离心机

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    制备细胞悬液、调整细胞密度、洗涤、收集细胞(800rpm-1000rpm,5min)

    水浴锅

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    用于细胞复苏、预热培养基等

    移液枪

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    用于吸取、移动液体或滴加样本

    细胞培养瓶、培养皿

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    用于培养、繁殖细胞

    细胞培养相关耗材

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    用于细胞培养实验中收集细胞,保存细胞等

    细胞培养所需的试剂:

    培养基

    为细胞提供营养,促进细胞增殖的基础物质

    缓冲溶液

    用于清洗细胞,去除没有营养的旧培养基及细胞碎片等杂质,为细胞提供适宜的pH作用及盐平衡作用

    血清

    提供细胞生长和繁殖所需的生长因子、激素、各种蛋白、促进贴壁和伸展的因子及细胞传代时所需的蛋白酶抑制剂和其他多种不明营养物质

    胰蛋白酶

    使细胞之间的蛋白质水解,从而使细胞分离,常用于细胞传代

    抗生素

    防止细胞污染,使细胞在体外的无菌环境中更好的生长

    冻存液

    提高细胞膜对水的通透性,并且缓慢冷冻可使细胞内的水分渗出细胞外,减少细胞内冰晶的形成,从而减少由于冰晶形成造成的细胞损伤,最大限度的保持细胞活力

    其他添加成分

    为不同的细胞培养条件提供特定的营养物质

    细胞培养的类别:

    原代细胞(primary cell)是指从机体的组织中经蛋白酶或其它的方法获得、并在体外进行培养的细胞,称为原代细胞。一般认为,培养的原代的第1代细胞和传代到第10代以内的细胞统称为原代细胞培养。

    细胞系(cell strain):原代培养物经胰酶等物质第一次消化传代后即为细胞系,由原先存在于原代培养物中的细胞系所组成。如果不能继续传代,或传代次数有限,可称为有限细胞系,如可以连续培养,则称为连续细胞系,培养50代以上并无限培养下去。

    细胞株(cell line):从细胞系中用单细胞分离培养或筛选的方法,由单细胞增殖形成的细胞群,称细胞株。细胞株的特殊性质或标志必须在整个培养期间始终存在。如果不能继续传代或传代有限,称为有限细胞株;如果可以连续传代,称为连续细胞株。

    细胞培养的过程:

    细胞复苏:

    将冻存的细胞从液氮中取出后,在37水浴锅内不断摇动直到完全融化后放入离心机中,800rpm-1000rpm5min,然后在超净台中将上清液弃掉,加入1ml预热的培养基,轻轻吹匀后转移到培养瓶中,补足细胞生长所需的培养基,呈"混匀后放入含5%CO2的细胞培养箱中培养。

    细胞传代:

    待细胞密度达到80%~90%时,弃去原培养基,用5ml PBS清洗3次。加入一定量含0.25% EDTA的胰蛋白酶,放入细胞培养箱中(不同的细胞消化时间不同)。待细胞消化完全后加入胰蛋白酶的3倍体积的含血清培养基进行中和,轻轻吹吸混匀,根据细胞生长特性进行1213传代培养。

    细胞冻存:

    待细胞密度达到80%~90%时,弃去原培养基,用5ml PBS清洗3次。加入一定量含0.25% EDTA的胰蛋白酶,放入细胞培养箱中(不同的细胞消化时间不同)。待细胞消化完全后加入胰蛋白酶的3倍体积的含血清培养基进行中和,轻轻吹吸混匀,转移到离心管中800rpm-1000rpm5min进行离心,然后在超净台中将上清液弃掉,加入1ml冻存液,放入冻存盒内(盒内有异丙醇,以保证梯度降温),立即放入一80冰箱内,第二天转入液氮中,可以保存至少两年。

    冻存液的配制:70%的完全培养基+20%FBS+10%DMSO

    细胞培养中常见的污染及处理办法:


    细菌:在倒置显微镜下呈现细沙状,培养基肉眼可见的变浑浊,对细胞生长有明显的影响。
    处理:建议在培养基中添加抗生素,预防用药比污染后用药效果更好。清理掉所有污染的细胞,并重新对细胞培养箱和细胞培养所用的耗材进行高压灭菌。


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    真菌:一般培养基不会变浑浊,保持清亮,显微镜下可观察到丝状物,有的真菌刚开始会像细胞碎片,慢慢会长出黑色丝状物,对细胞的生长有明显的影响。


    处理:一旦有真菌污染,建议丢弃所有被污染的细胞,并重新对细胞培养箱和细胞培养所用的耗材进行高压灭菌。


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    霉菌:一般培养基仍然清澈但颜色会变黄,显微镜下可观察到丝状物和团块状漂浮物,有明显的菌丝,在细胞培养后期会对细胞生长增殖有影响。
    处理:建议扔掉已经污染的细胞,用过氧乙酸擦拭培养箱,紫外线照射细胞间,并在培养基中添加两性霉素,预防再次污染。


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    原虫:培养基有轻微浑浊,显微镜下可见点状物增多,培养皿底变脏,用高倍镜观察可看到点状物有轻微活动,一般不细胞活力。
    处理:可以用缓冲溶液,如PBS多冲洗几次。并注意实验操作环节,更换新的培养基等。


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    黑胶虫:一般培养基维持清亮状态,低倍可观察到黑色点状,有时候像细胞碎片,高倍镜可观察到黑色点状或杆状物做布朗运动。往往和细胞密度相关,细胞密度高,黑点少,对细胞影响较小。目前关于黑胶虫说法不一,有人认为是一些细菌或真菌污染。
    处理:可以用缓冲溶液,如PBS多冲洗几次,有一定的缓解作用。建议更换所有的培养基,用质量好的血清,穿戴清洁的白大衣。同时对耗材、细胞培养箱灭菌,对细胞间进行消毒。


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    支原体:培养基一般无变化,有时在显微镜下也很难观察到具体变化,有时可观察到细胞膜及细胞间隙有很多不动的黑点。对细胞的生长及状态有所影响。
    处理:建议对耗材、细胞培养箱灭菌,对细胞间进行消毒。同时在培养基中添加支原体清除剂。


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