细胞工程研究常用设备和技术

《细胞工程》知识点总结一、细胞工程（Cell Engineering）：在体外对生物的细胞进行生长与分化的调控、遗传重组与改良，使其生产出人类所需要的产品。

包括：细胞培养、细胞融合、细胞器移植、核质移植、染色体移植、转基因等产品：生物的组织、器官、个体；抗体、多肽药物、蛋白质、酶；天然药物、色素、香精；等二、生物工程包括：发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程。

三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术，最后在体内生长、分化、发育而成的。

四、植物组织培养：在人工培养基上无菌培养整株植物或植物的器官、组织、细胞或原生质体。

又称为无菌培养（aseptic culture）、离体培养（in vitro culture）。

五、植物组织培养的类型：1、植株培养（Plant Culture）：在容器（玻璃瓶、透明塑料瓶等）中无菌培养完整的植株。

植株来源：由种子无菌萌发而来；通过植物器官、组织、细胞再生而来。

在快速繁殖中，后期的成苗和壮苗阶段属于植株培养。

（一般时间较短）2、胚培养（Embryo Culture）：无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚，使其形成正常的植株。

目的：○1促进胚的提早萌发，缩短育苗时间；○2克服远源杂种胚的夭折，以获得新的育种材料；○3在科学研究中，用胚培养所得到的幼苗作为其它试验的材料。

3、器官培养（Organ Culture）：无菌培养植物的根、茎、叶、芽、花、果等器官，使其增殖或形成其它的组织或器官等。

4、组织培养（Tissue Culture）：指无菌培养植物各种组织（如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、皮层、薄壁组织、胚乳等），或由外植体分化形成的愈伤组织（callus），使其增殖或者分化。

注：Callus（愈伤组织）：具有旺盛分裂能力，但没有组织和器官分化的细胞群。

5、花药与花粉培养：无菌培养植物的花药（带花粉）或花粉，形成单倍体植株。

补充：有效的育种辅助手段：单倍体植株获得以后，通过染色体加倍，即得到可以稳定遗传的纯和二倍体，缩短植物育种年限。

动物细胞工程第一章动物细胞工程概论一、动物细胞工程的概念1.动物细胞工程的定义动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的技术方法对动物细胞进行各种操作并使其在体外生长、增殖、分化以生产有用产品或引向成体化（产生新型生物个体）的技术体系，是生物技术（生物工程）的重要组成部分。

狭义细胞工程指对细胞个体进行的各种操作，广义的细胞工程包括对细胞、组织、器官所进行的各种操作。

2.动物细胞工程研究的主要内容以狭义细胞工程为主，兼顾组织、器官工程等内容的研究。

(1)狭义细胞工程：研究体外分离、培养、增殖、分化动物细胞的条件以及保存、操作及利用动物细胞的工艺技术体系。

(2)组织工程：研究体外培养、增殖动物组织的条件以及保存、操作及利用动物组织的工艺技术体系。

(3)器官工程：研究体外培养、增殖器官的条件以及保存、操作及利用动物器官的工艺技术体系。

(4)动物胚胎工程：研究动物胚胎生产、保存、操作及移植的工艺技术体系。

3.动物细胞工程研究的意义(1)是动物繁殖的重要技术手段加快动物繁殖速度：A.体外受精生产胚胎 B.胚胎移植生产动物(2)是人类辅助生殖技术的重要组成部分体外受精—胚胎移植技术，可以克服雄性不育和雌性不孕；(3)是动物遗传育种的重要技术手段对精子或卵子进行遗传操作，或利用细胞融合、胚胎嵌合技术可以使若干个动物性状进行有机组合，产生新的生物个体；(4)生产药物直接培养细胞或组织，从细胞或组织代谢物中直接获得药物;对细胞进行遗传操作，生产转基因动物，利用转基因动物生产药物（生物反应器）；(5)保存珍惜动物资源由于动物克隆技术的成功，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生命个体，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生物种群(6)提供人类器官移植的材料人类器官移植发展很快，目前可以进行心脏、肝、肾脏移植，可以进行皮肤、角膜、骨髓细胞移植。

三、动物细胞工程讲授的主要内容1.动物细胞、组织培养2.动物细胞融合3.动物细胞重组4.向细胞内引入高分子物质5.动物细胞冷冻保存6.动物胚胎工程四、动物细胞工程实验（实习）内容1.实验仪器设备的识别与使用2.动物细胞培养用液的制备3.动物胎儿成纤维细胞分离与培养4.动物细胞常规检查和生物学检测5.培养细胞的冻存与复苏五、动物细胞工程研究取得的重要进展1.精液采集、精液冷冻与人工授精技术的成熟和发展，为充分发挥利用雄性动物生殖潜力奠定了基础；2.雌性动物卵母细胞体外成熟培养技术的成功，使人们在体外完成动物生殖过程成为可能；3.体外受精与胚胎移植技术的成功，产生了试管婴儿，试管牛，试管猪，试管山羊，试管兔；4.细胞核移植技术的成功，使人们克隆高等哺乳动物的梦想得以实现体细胞核移植、胚胎细胞核移植、胚胎干细胞核移植技术的成功，为克隆动物和转基因动物生产提供了技术支撑；5.胚胎干细胞与组织干细胞成功分离、体外扩增与诱导分化研究的成功，为人类医学发展提供了宝贵的材料；胚胎干细胞，胰腺干细胞，神经干细胞，骨髓干细胞，皮肤干细胞，角膜干细胞6.转基因细胞（细胞转染基因）技术的成功，为转基因动物的生产创造了条件；7.胚胎嵌合技术一种或两种动物胚胎共同生长发育形成一个生物个体的技术，即在一个生物体内，含有来源于两个不同胚胎的细胞和组织；8.细胞融合技术将两种或两种以上的细胞融合，形成一个具有新性状的细胞，这种技术称为细胞融合技术。

第二章细胞工程实验室组成及无菌操作技术1、目前，常用的植物细胞培养基种类有哪些？各有什么特点？1）MS培养基特点是无机盐和离子浓度较高，是较稳定的平衡溶液。

2）5B培养基其主要特点是含有较低的铵，这是因为铵对不少培养物的生长有抑制作用。

3）White培养基其特点是无机盐数量较低，适于生根培养N培养基其特点是成分较简单，KNO3和（NH4）2SO4含量高。

4）65）KM8P培养基其特点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛用于原生质融合培养。

2、简要说明MS培养基的基本组成。

1）大量元素母液配制MS培养基的大量元素主要包括硝酸铵（NH4NO3）、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾（KH2PO4）、硫酸镁（MgSO4•7H2O）和氯化钙（CaCl2,CaCl2•2H2O）五种化合物。

2）微量元素母液配制MS培养基的微量元素由7种化合物（除Fe外）。

3）铁盐母液配制MS培养基中的铁盐是硫酸亚铁（FeSO4•4H2O）和乙二胺四乙酸二钠（Na2•EDTA）的螯合物，必须单独配成母液。

4）有机母液的配制MS培养基的有机成分有甘氨酸、肌醇、烟酸、烟酸硫胺素和盐酸吡哆素。

5）激素母液配制MS培养基中的激素有生长素类、细胞分裂素3、配制培养基时，为什么要先配制母液？如何配制母液？为了避免每次配制时都要称量各种化学药品，常常把培养中必需的一些化学药品，以10倍、50倍或100倍的量，配制成一种浓缩液，这种浓缩液被称为母液。

配制母液不但可以保证各物质成分的准确性及配制时的快速移去，而且还便于低温保藏。

确定培养基--按照扩大倍数称量--溶解--按顺序混合--定容--母液分装--贴标签--保存于冰箱。

大量元素应配成浓度为10倍的母液，--般将微量元素配制成100倍的母液，使用时再稀释100倍。

配置时化合物应分别称量，分别溶解;混合时注意先后顺序，防止产生沉淀;混合时要边搅拌边混合。

4、常用的灭菌方法有哪些，各有哪些优缺点？（一）物理灭菌1）湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）优点：高温高压蒸汽对生物材料有良好的穿透力，能造成蛋白质变性凝固而使微生物死亡，是一种最有效的灭菌方法。

细胞工程工作方案一、综述细胞工程是人类对生物细胞进行改造和调控的一种途径，它涉及细胞的遗传工程、代谢工程、信号转导工程、蛋白质工程等多个方面。

其应用范围广泛，包括但不限于制药工业、生物能源与环境保护等领域。

二、研究目的本研究拟以细胞工程技术为手段，旨在解决生物能源领域中的核心问题，具体包括：1. 利用细胞工程技术提高生物能源的生产效率；2. 利用细胞工程技术解决生物能源生产过程中的废弃物处理问题；3. 利用细胞工程技术开发新型生物能源生产工艺。

三、研究内容为实现研究目的，本研究将开展以下工作：1. 研究细胞工程技术在生物能源生产中的应用潜力，包括利用代谢工程手段提高生物质降解产物的生产效率；2. 开展基因编辑技术在微生物中的应用研究，以期望实现对生物降解微生物的遗传改造；3. 筛选和改良生物能源产业链中的重要微生物菌株，提高其生产能力及稳定性；4. 探索并优化新型生物能源生产工艺，包括利用特定菌株和酶的协同作用提高生物质降解效率；5. 研究细胞工程技术在废弃物降解和生物能源生产中的综合应用。

四、研究方法1. 采用代谢工程技术对生物降解微生物进行遗传改造，提高其降解效率和选择性；2. 利用基因编辑技术（CRISPR/Cas9等）对微生物菌株进行基因的精准修饰，使其适应特定的生产环境；3. 采用系统生物学的方法和生物信息学分析工具，研究并优化微生物菌株的代谢途径；4. 通过分子生物学和生物化学手段筛选并改良具有生物降解功能的酶，并进一步构建工程菌株；5. 利用微生物发酵技术和生物反应器对新型生物能源生产工艺进行优化和扩大应用。

五、研究方案的预期成果1. 已有工程菌株代谢途径的合成和调控技术；2. 具有高效降解性能的工程微生物菌株；3. 新型生物能源生产工艺的优化方案。

六、研究预期影响本研究的成果将为生物能源领域提供新的技术支持，提高生物能源的生产效率，降低生产成本，促进可持续发展。

综上所述，本工作方案将以现代生物技术手段为基础，通过对细胞工程技术在生物能源生产中的应用研究，期望为我国生物能源产业的发展提供技术支持。

细胞工程实验室在进行细胞培养和实验操作时需要保持无菌环境，以确保实验结果的准确性和可靠性。

而灭菌就是维持实验室无菌环境的重要手段之一。

灭菌方法和所适用的灭菌材料是实验室工作中不可或缺的部分，下面将介绍细胞工程实验室常用的灭菌方法和所适用的灭菌材料。

一、常用的灭菌方法1. 高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌是实验室中常用的灭菌方法之一，通过高温、高压的蒸汽对实验器材进行灭菌。

这种方法能够快速且有效地灭杀细菌、真菌和病毒，对各类器皿、培养皿、培养瓶等物品都适用。

常见的高压蒸气灭菌设备有高压灭菌锅和培养箱。

2. 紫外线灭菌紫外线灭菌是利用紫外线对物品表面进行灭菌的方法，适用于实验室器皿、工作台面等表面的灭菌。

紫外线灭菌的优势在于不需要加热和化学药剂，操作简便，但其效果受到光线照射范围和时间的限制。

3. 酒精消毒酒精消毒是实验室常用的表面消毒方法，适用于对器皿、试剂瓶等物品进行简单的灭菌。

酒精能够迅速杀灭大部分细菌和真菌，是实验室内常备的消毒材料之一。

二、适用的灭菌材料1. 高压灭菌锅高压灭菌锅是进行高压蒸气灭菌的常用设备，通常由不锈钢制成，具有耐压、耐高温、密封性好等特点。

在进行器皿、培养瓶等物品的灭菌时，高压灭菌锅是必不可少的设备之一。

2. 培养箱培养箱既可以用于培养细胞，也可以用于对实验器皿等物品进行高温、高压蒸气灭菌。

在细胞工程实验室中，培养箱也经常用作高压蒸气灭菌设备。

3. 紫外线灭菌灯紫外线灭菌灯是用于实验室表面消毒的工具，通过紫外线对工作台面、器皿表面进行灭菌。

紫外线灭菌灯通常采用紫外C波段，能够快速、有效地消毒实验室表面。

4. 酒精酒精是实验室常备的消毒材料之一，适用于对实验器皿、试剂瓶等物品的简单消毒。

在进行实验前，使用酒精对实验器皿进行表面消毒是十分必要的步骤。

三、结语细胞工程实验室常用的灭菌方法包括高压蒸气灭菌、紫外线灭菌和酒精消毒，而适用的灭菌材料包括高压灭菌锅、培养箱、紫外线灭菌灯和酒精等。

绪论1.细胞培养与组织培养：属于体外培养，是指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增值。

细胞的离体培养称为细胞培养，组织的离体培养称为组织培养。

2.细胞融合：又称细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程。

3.细胞核移植：是利用显微镜操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂合细胞的过程。

4.干细胞：是动物体内具有分化潜能、并能自我更新的细胞，分为胚胎干细胞和组织干细胞。

5.转基因动物：是通过基因工程技术将外源的目的基因导入受体动物染色体内，外源基因与动物基因整合后随细胞的分裂而扩增，在体内表达并能稳定地遗传给后代的动物。

第一章1.细胞工程实验室与其他一般实验室的区别：要求保持严格无菌环境、避免微生物及其他有害因素的影响。

2.细胞工程能进行的六方面工作：无菌操作、培养、制作、清洗、消毒灭菌处理和储藏。

3.植物细胞工程实验室特殊的设置：光照条件的培养箱、试管苗需要温室和移植驯化室。

4.细胞工程实验室通用的仪器设备：超净工作台、二氧化碳培养箱、倒置显微镜、电热干燥箱、水纯化装置、低温装置、高压蒸汽消毒器。

5.实验室的生物安全分为p1，p2 ，p3 和p4四个生物安全等级，其中P4生物安全实验室等级最高。

第二章1.清洗的主要目的是清除培养器皿中的杂质和微生物等影响细胞生长的成分。

2.细胞培养过程中主要使用两类消毒方法:物理灭菌法法和化学消毒法。

物理法灭菌法：a.紫外线法适用于无菌室或超净工作台的台面等大面积消毒。

紫外线照射工作台面的距离不应超过1.5cm,照射时间以30min左右为宜。

（注意：紫外灯关闭5min后方可进入使用）b. 湿热消毒:适用于含有不耐热成分的培养基和试剂的消毒，为121.3℃，20min .（注意点：加足水、排尽气、气压降到0时才能打开盖）c.干热消毒法:适用于消毒玻璃仪器，160℃以上，并保持90~120min，以杀死细菌和芽孢 d.过滤除菌：是将液体或气体用微孔薄膜过滤,薄膜0.22~0.45um直径。

细胞培养用的仪器摘要：1.细胞培养概述2.细胞培养用仪器的重要性3.常用细胞培养仪器介绍a.培养箱b.显微镜c.离心机d.恒温器e.移液器f.CO2培养箱g.细胞计数器4.仪器使用注意事项5.细胞培养仪器的发展趋势正文：细胞培养是生物科学和医学研究中不可或缺的环节，通过细胞培养可以研究细胞的生长、分化、功能等特性。

在这一过程中，细胞培养用仪器的选择和使用至关重要。

本文将对常用细胞培养仪器进行简要介绍，并探讨仪器使用注意事项及发展趋势。

一、细胞培养概述细胞培养是指将生物体组织或细胞在体外培养的过程中，使其在适当的营养、环境条件下生长、繁殖的一种技术。

细胞培养的目的在于研究细胞的生理、生化特性，以及在疾病发生发展过程中的变化。

二、细胞培养用仪器的重要性细胞培养用仪器为研究者提供了可控的实验条件，使得细胞能够在适宜的环境中生长。

正确使用这些仪器，可以确保实验结果的准确性和可重复性。

三、常用细胞培养仪器介绍1.培养箱：培养箱用于维持细胞生长所需的环境温度，一般分为恒温培养箱和CO2培养箱。

恒温培养箱主要用于恒温保存细胞和培养物，而CO2培养箱可以在恒温的同时保持恒定的CO2浓度，有利于细胞生长。

2.显微镜：显微镜用于观察细胞形态和结构，选择合适的显微镜有助于研究者对细胞状态的判断。

3.离心机：离心机用于分离细胞和培养液中的沉淀物，便于后续实验操作。

4.恒温器：恒温器用于控制培养液的温度，保持恒定温度有利于细胞的生长。

5.移液器：移液器用于准确量取和转移细胞和培养液，避免实验误差。

6.细胞计数器：细胞计数器用于快速、准确地计数细胞，便于研究者了解细胞生长状况。

四、仪器使用注意事项1.使用前仔细阅读说明书，了解仪器的工作原理、操作方法和注意事项。

2.定期对仪器进行维护和校准，确保仪器的精度和可靠性。

3.使用时注意操作规范，避免因操作不当导致的实验误差。

五、细胞培养仪器的发展趋势随着科技的进步，细胞培养仪器将朝着更加智能化、精确化的方向发展，满足研究者对细胞培养条件的高要求。