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細胞是大多數生物體的結構和功能的基本單位。細胞培養是指在體外模擬體內環境,使細胞在人工環境下控制的條件下生長和繁殖的技術。細胞培養的目的一方面進行后續的下游實驗,例如:
另一方面來說進行更深層次的生命科學研究,并將其應用于解決實際問題,例如疾病治療、藥物開發、環境保護等。
細胞培養是細胞生物學實驗的基礎,細胞養好了,后續實驗才能順利進行,才能得到可靠的實驗結果。今天,本文為大家介紹一下細胞培養的相關設備和試劑。
在實驗室進行細胞培養,我們會用到超凈工作臺和生物安全柜。如果處理的樣品對人體無害,且操作過程不會產生氣溶膠,可以使用超凈工作臺;如果處理的樣品對人體有潛在危害,或操作過程可能產生氣溶膠,則必須使用生物安全柜。
圖1超凈工作臺和生物安全柜(圖片來源網絡,如侵權請聯系)
超凈工作臺/生物安全柜的工作流程:
其它細胞培養設備包括:
類型 | 作用 |
基礎培養基 |
提供細胞生長必需營養物質 |
血清 |
提供細胞生長因子,緩沖pH值,解毒 |
胰酶 |
消化細胞間連接蛋白,使細胞脫落,用于細胞傳代 |
生長因子 |
促進特定細胞類型的生長、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.細胞培養基
培養基從生物體內取出細胞或者組織,將放入有利于其生存/或增值人工環境中進行培養物培養的介質,培養基培養基的作用是為細胞培養提供生長必須的營養物質。培養基分為完全培養基和不完全培養基。
完全培養基:包含支持細胞生長所需的全部成分,即基礎培養基、血清、抗生素等都已添加齊全,可以直接用于細胞培養。這也是實驗室中最常用的培養基類型。
不完全培養基:通常只包含基礎培養基和抗生素,不含血清或其他特殊添加劑。這類培養基通常用作配制完全培養基的基礎,或者在一些特殊實驗中使用,例如需要研究特定生長因子對細胞影響的實驗。
具體細胞培養基的選擇要結合細胞種類和培養條件選擇,如果你不清楚細胞如何選擇培養基,也歡迎咨詢紀寧生物,我們可以幫您推薦優質的培養基。
血清
血清為細胞培養提供細胞生長因子和激素,促進細胞增殖、分化和存活。血清中的蛋白質可以緩沖pH值的變化,并保護細胞免受機械損傷和毒性物質的傷害。市面上細胞培養用的較多是胎牛血清,胎牛血清對細胞的有害成分較少。除此之外,新生牛血清,營養成分次于胎牛血清,價格相對較低。值得注意是血清成分復雜,批次間差異較大,可能會影響實驗結果的穩定性。如果您對使用血清有疑惑,不知道選擇哪種血清,歡迎咨詢紀寧生物,我們幫助您推薦合適的血清應用您的細胞培養。
胰酶
胰酶是一種蛋白酶,能夠水解蛋白質肽鏈中的賴氨酸和精氨酸羧基端肽鍵。細胞之間的連接蛋白,例如細胞外基質中的纖維連接蛋白、細胞-細胞連接蛋白等,都含有這些氨基酸殘基。胰酶通過水解這些連接蛋白,從而使細胞彼此分離。
胰酶在細胞培養中的應用:
1.細胞傳代:當細胞生長到一定密度時,需要進行傳代以提供更大的生長空間。
2.細胞計數:進行細胞計數時,需要先將細胞消化成單個細胞懸液。
3.細胞凍存:細胞凍存前,通常需要先將細胞消化下來,制成細胞懸液,再加入凍存液進行凍存。
使用胰酶的注意事項:
1.濃度和作用時間:胰酶的消化能力較強,使用時需要控制好濃度和作用時間,避免過度消化損傷細胞。
2.EDTA的作用:胰酶通常與EDTA(乙二胺四乙酸)聯用,EDTA可以螯合Ca2+和Mg2+等二價陽離子,這些離子是某些細胞連接蛋白所必需的,因此EDTA可以增強胰酶的消化效果。
3.終止消化:消化完成后,需要及時加入含有血清的培養基或胰酶抑制劑(例如大豆胰酶抑制劑)來終止胰酶的消化作用,避免細胞受損。
抗生素
細胞培養基營養豐富,為細胞生長提供了優渥的條件,但同時也為細菌、真菌等微生物提供了滋生的溫床。使用抗生素可以防止細菌、真菌和其他微生物的污染,保護細胞健康生長。常用的細胞培養抗生素:
1.青霉素(Penicillin):抑制細菌細胞壁合成,對革蘭氏陽性菌效果較好。
2.鏈霉素(Streptomycin):抑制細菌蛋白質合成,對革蘭氏陰性菌效果較好。
3.青霉素-鏈霉素雙抗(Penicillin-Streptomycin,P/S):兩者聯合使用,可以擴大抗菌譜,是細胞培養中最常用的抗生素組合。
4.慶大霉素(Gentamicin):廣譜抗生素,對多種革蘭氏陽性和陰性菌有效。
5.兩性霉素B(AmphotericinB):抗真菌藥物,作用于真菌細胞膜上的麥角甾醇。
上述是細胞培養相關設備和試劑介紹,充分了解細胞培養設備和試劑的作用,才能在細胞實驗的舞臺上“運籌帷幄”,讓細胞乖乖聽話!