组织细胞培养
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组织和细胞培养技术引言:组织和细胞培养技术是生物科学领域中的一项重要技术,它可以在体外条件下培养和繁殖各种组织和细胞。
这项技术的出现,不仅为生物学研究提供了便利,也在医学、农业等领域起到了重要作用。
本文将从组织培养和细胞培养两个方面介绍这项技术的原理、应用以及未来发展方向。
一、组织培养技术组织培养技术是指将植物或动物的组织切割并在适当的培养基上进行培养,使其继续生长和繁殖的过程。
其基本原理是通过提供适宜的培养基和条件,提供细胞分裂所需的养分和环境,使组织细胞在体外不断生长和分化。
在组织培养技术中,培养基的配方是关键。
培养基通常由无机盐、有机物、植物激素和维生素等组成。
无机盐提供细胞所需的微量元素和离子,有机物为细胞提供能量和碳源,植物激素调节细胞的生长和分化,维生素则是细胞代谢所必需的。
通过调整这些成分的比例和浓度,可以促进组织细胞的生长和分化。
组织培养技术在植物学研究中有着广泛的应用。
例如,通过组织培养技术,可以实现无性繁殖,即通过分离植物体的一部分组织并在培养基上进行培养,最终得到与母体完全相同的新植株。
此外,还可以通过组织培养技术研究植物的生长发育过程、细胞分化和基因表达等。
二、细胞培养技术细胞培养技术是指将动植物的细胞分离并在培养基中进行培养,使其在体外条件下继续生长和分裂的过程。
与组织培养技术相比,细胞培养技术更为广泛,可以培养各种类型的细胞,包括动物细胞、植物细胞和微生物细胞等。
细胞培养技术的基本原理是提供适宜的培养基和条件,使细胞在体外环境下获得生长和分裂所需的养分和环境。
培养基的配方与组织培养技术类似,但通常会根据不同类型的细胞进行调整。
细胞培养技术还需要控制培养条件,如温度、湿度和气体含量等,以提供最适宜的生长环境。
细胞培养技术在医学研究和生物工程领域有着广泛的应用。
在医学中,细胞培养技术可以用于研究疾病的发生机制、筛选药物和治疗方法等。
例如,可以通过培养人体癌细胞株来研究肿瘤的生长和转移机制,从而寻找治疗癌症的新方法。
第一个发明的培养基为White 培养基培养基中的铁盐采用Fe-EDTA 形态IAA/CTK比例高时,促进生根培养,比例低时,促进芽的分化植物组织培养:(广义)人工控制条件下培养形成再生植株(狭义)对植物组织器官产生愈伤组织进行培养直至生成完整植株。
外植体:从植物体上分离下来的用于离体培养的材料愈伤组织:在离体培养的条件下切口处形成的一团具有分生能力的不规则的细胞团分化:细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变形成各类组织和器官的过程脱分化:已分化好的细胞在人工诱导条件下恢复分生能力恢复到分生组织状态的过程再分化:由脱分化的细胞重新形成各类组织和器官的过程初代培养:诱导愈伤组织、侧芽或不定芽、胚状体(形似胚,具有配的功能)过程继代培养:更换新鲜培养基繁殖同一类型材料生根培养:将芽苗转移到生根培养基上培养形成完整植株驯化培养:将组培苗经人工炼苗驯化使其能够在苗床上生长器官培养:是指对植物体各种器官的离体培养离体胚培养:指从植物种子中分离出胚组织进行离体培养的技术细胞悬浮培养:将植物的细胞或细胞小聚体悬浮在液体培养基上进行培养,使之在体外繁殖、生长、发育,并在培养过程中能保持很好的分散性的技术原生质体培养:指从细胞中分离出来的原生质体经过离体培养使其分裂、增殖进而分化成完整植株的技术。
器官发生:又名器官形成,是指植物根茎叶花果实等器官的分化与形成灭菌:用物理或化学方法,杀死物体表面或空隙间的微生物消毒:杀死,消除或抑制部分微生物,使之不发生作用褐化:接种后外植体表面产生酚、醌类棕褐色物质,细胞停止代谢生长玻璃化:离体植物嫩茎或叶呈半透明水状,生理失调不能进行光合作用指示植物:能够对病毒汁液产生迅速和特有的反应的某类转株寄主植物细胞的全能性:每个植物细胞都具有母体的全部遗传特性;每一个细胞都可以在特定条件下发育成与母体一样的植株灭菌方法:物理法:灼烧、常压蒸煮,紫外线,超声波,微波,过滤清洗。
化学法:升汞,过氧化氢,甲醛,酒精,高锰酸钾,漂白粉,次氯酸钠,抗菌素四大母液:大量元素母液,微量元素母液、铁盐母液、有机物质母液、激素母液实验室安排:贮藏室、药品室、洗涤间、消毒室、接种室,准备室、暗室、分析室、培养室离体培养基本设备:天平、酸度计、移液管、容量瓶、三角瓶添加活性炭的目的:活性炭具有吸附作用,可吸附非极性物质和色素大分子物质,茎尖初代培养使可防止褐化,促进生根,防止玻璃化苗几种维生素:VB1:有利于植株生根,促进愈伤组织产生VB6:促进根的生长VC:防止褐化VB5:影响植物代谢和胚的发育VE、VB12各培养基的特点:White:无机盐浓度低,适宜于生根培养;MS:无机盐浓度高,为比较稳定的离子平衡溶液,其养分的数量和比例比较合适,可满足植物的营养和生理需要,硝酸盐含量相对较高,广泛应用于植物器官,花药,细胞和原生质体培养,效果良好;B5:含较低的铵对不少培养物的生长有抑制作用。
细胞组织培养技术细胞组织培养技术是指利用体外培养方法,通过营养液、胶体培养基或固体培养基等,使细胞和组织在人工条件下继续存活、繁殖和发育的技术。
这一技术可以促进细胞和组织的生长、分化和分裂,为细胞学、生物学、生物化学及医学等领域的研究提供了可靠的实验材料。
一、细胞组织培养技术的原理细胞组织培养技术的技术原理是将细胞和组织收集出来,在实验室条件下,通过调整培养液的成分和pH值,再加入所需要的生长因子和荷尔蒙等刺激,来促进细胞生长、分化和分裂的过程。
细胞组织培养技术的实验操作过程非常重要,需要严格控制细胞的环境条件和生长因子的添加量,以确保细胞在培养过程中得到最佳的生长和繁殖的环境。
细胞组织培养技术的主要原理包括:1、原位组织培养:主要指直接用细胞培养的方法,解剖取出组织后立即进行细胞培养。
这种方法不需要组织分解的过程,可以直接获得组织原有的形态和生理功能,从而对生物学和医学研究提供良好的实验材料。
2、前处理组织培养:主要是在组织培养前,先对组织进行处理,以增加细胞的次级培养性。
这种方法可以通过对组织进行过渡性细胞重编程和激发达成目的,通常用于经过冷冻或提取后的组织培养过程中。
3、细胞单元培养:主要是通过将细胞分离成单元,然后按照需要的比例进行培养。
这种方法可以用于细胞的标本化处理和细胞单元组合的构建实验。
4、组织切片培养:主要是将组织切成小片后进行培养,可以见到切片上不同类型的细胞和细胞间的互动关系,从而对互动的生理和生化机制进行研究。
5、体外培养:主要是将选定的器官或细胞培养在培养基中,可以整个器官进行培养或只培养除器官的特定区域。
这种方法可以通过体外培养方法,获得特异性的细胞发育和生长特征,为医学研究提供可靠的依据。
6、半体外培养:是将生物体内的组织、细胞或其部分在体内带血供状态下结合体外培养技术,在一定范围内自动控制生物体的内环境和外环境,进行长期的实验操作,以便于控制和研究细胞生长和分化的机制。
3.植物细胞培养(植物组织培养)第三章植物细胞培养植物细胞培养:指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞(或⼩细胞团)进⾏培养,形成单细胞⽆性系或再⽣植株的技术。
Haberlandt(1902)⾸次尝试分离和培养植物叶⽚单细胞。
细胞培养的意义有利于进⾏细胞⽣理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。
进⾏细胞培养,通过单细胞的克隆化,即称为“细胞株”(cell line),可以把微⽣物遗传技术⽤于⾼等植物以进⾏农作物的改良。
细胞培养的增殖速度快,适合⼤规模悬浮培养,⽣产⼀些特有的产物,如许多种植物的次⽣代谢产物,包括各种药材的有效成分等,⽤于医药业、酶⼯业及天然⾊素⼯业,这是植物产品⼯业化⽣产的新途径。
由于植物组织培养中细胞之间在遗传和⽣理⽣化上会出现种种变异,这些细胞形成的植株也都表现出⼀定的差异。
这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病⾍和抗逆性等⽅⾯。
所以由单细胞培养获得的单细胞⽆性繁殖系,并对不同的细胞进⾏研究,在理论上和实践上都有很重要的意义。
细胞培养就是从⾼等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进⾏培养,并诱导其分裂增殖,由细胞分裂形成细胞团,再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体,长成完整植株。
第⼀节植物细胞培养⼀. 单细胞培养(⼀)单细胞分离1.机械法2.酶解法3.从愈伤组织中分离(⼆)单细胞的培养⽅法1、平板培养(细胞的⽣长周期)2、看护培养3、微室培养 4. 条件化培养⼆. 细胞悬浮培养(⼀)悬浮培养的⽅法1、分批培养(细胞的⽣长周期)2、半连续培养3、连续培养——封闭型、开放型(化学、浊度恒定式)4、固定化培养(⼆)培养细胞的同步化1. 化学⽅法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法)2. 物理⽅法(分选、低温)(三)培养基振荡⼀、单细胞培养(⼀)单细胞的分离1.机械法: Ball(1965)⾸次由花⽣成熟叶⽚利⽤机械的⽅法使叶⾁细胞得到分离的技术。
⑴⼑⽚刮: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表⽪(露出叶⾁细胞) →⽤解剖⼑刮下细胞→单细胞悬浮培养⑵研磨离⼼法: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶⽚+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离⼼(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20µmol蔗糖+ 10µmol MgCl2 + 20µmol Tris-HCl (pH7.8)机械法的特点:⑴细胞不受酶的伤害;⑵不发⽣质壁分离。
组织细胞培养技术及其应用前景组织细胞培养技术被广泛应用于医学和生物学领域,尤其在组织工程、再生医学和新药研发方面有着重要意义。
随着科技的进步和相关研究的深入,组织细胞培养技术将会有更广阔的应用前景。
一、组织细胞培养技术简介组织细胞培养技术是指在体外培养细胞或组织,以控制生长环境、调控细胞分化和活性,从而研究或生产某些生物产物。
常用的培养方式包括二维培养和三维培养,其中三维培养更接近于生物体内的细胞结构和生长方式,受到越来越多的关注。
二、组织细胞培养技术在组织工程中的应用组织工程是利用生物材料、生物反应器和细胞培养技术等手段,构建和修复复杂组织器官的方法。
组织细胞培养技术是组织工程的重要组成部分之一,可以通过体外培养细胞并结合不同材料,制备出由自体或异体细胞构成的人工组织。
例如,利用多能干细胞进行体外培养,可以让其分化成不同类型的细胞,构建出人工组织,例如人工心脏组织。
此外,利用三维打印技术、微流控技术等手段,可以制备出具有结构完整、生理功能正常的人工器官,例如皮肤、肝脏、胰岛、血管等。
三、组织细胞培养技术在再生医学中的应用再生医学是针对人体损伤或疾病的治疗,通过细胞、组织修复和再生方法恢复受损组织器官的功能。
组织细胞培养技术在再生医学中也有着广泛的应用前景。
例如,通过干细胞培养和分化,可以制备出替代性医疗品,例如生物人工耳蜗、生物皮肤等;利用干细胞还可以恢复损伤的神经细胞和调节免疫系统等。
此外,组织细胞培养技术也可以应用于组织再生、造血干细胞移植和肿瘤治疗等方面。
四、组织细胞培养技术在新药研发中的应用组织细胞培养技术还常被应用于新药研发中的毒理学、药理学、药效学和药代动力学等方面,以评估药物是否安全、有效和合理。
例如,利用细胞毒性测试评估药物是否会损害细胞,利用细胞介导免疫活性评估药物是否具有免疫调节作用等。
此外,组织细胞培养技术还可以用于药物筛选和优化,从而提高新药的研发效率和安全性。
五、组织细胞培养技术的发展及前景展望随着科技的进步和研究的深入,组织细胞培养技术的应用前景将会更广阔。
植物组织培养与细胞培养开始于19世纪后半叶,当时植物细胞全能性的概念还没有完全确定,但基于对自然状态下某些植物可以通过无性繁殖产生后代的观察,人们便产生了这样一种想法即能否将植物体的一部分在适当的条件下培养成一个完整的植物体,为此许多植物科学工作者开始了培养植物组织的尝试。
最初的问题仍然是集中在植物细胞有没有全能性和如何使这种全能性表现出来。
1839年Schwann提出细胞有机体的每一个生活细胞在适宜的外部环境条件下都有独立发育的潜能。
1853年trecul利用离体的茎段和根段进行培养获得了愈伤组织,愈伤组织是指一种没有器官分化但能进行活跃分裂的细胞团,但这还不能证明细胞具有全能性,因为由愈伤组织没能再生出完整植物体。
1901年Morgan首次提出一个全能性细胞应具有发育出一个完整植株的能力。
所谓全能性细胞就是指具有完整的膜系统和细胞核的生活细胞,在适宜的条件下可通过细胞分裂与分化,再生出一个完整植株。
White 指出:如果一个给定的有机体的所有细胞都大致相同,并具有全能性,那么在有机体内所观察到的细胞分化必定是这些细胞对有机体内微环境和周围环境的反应。
就是说机体内每个细胞所以没有表现出全能性,是因为该细胞所处位置的不同,致使其某些功能被抑制(suppressed),这充分说明机体内的微环境因素在细胞分化中起了十分重要的作用。
按照现代发育生物学和细胞生物学的理论,细胞分化是受基因在时间和空间两个方面的调空,空间就是指细胞在机体内所处的位置。
不同位置的细胞,其基因的表达不同,细胞所表现出的形态结构和行为就不同。
如果将一个生活的细胞从植物体内分离出来,使之脱离开原有的环境,细胞被抑制的功能将有望得以恢复,重新表现出全能性。
基于这种认识,科学工作者便萌生出了植物组织培养的念头。
Haberlandt(1902)首次提出细胞培养的概念,也是第一个用人工培养基对分离的植物细胞进行培养的人。
与rechinger不同,Haberlandt相信切块大小不会影响细胞增殖,但由于Haberlandt使用的培养液成分简单,培养的细胞是高度分化的细胞,又没采取消毒技术,所以实验失败,培养的细胞虽然存活了几个月但没能分裂。
细胞组织培养技术第一篇:细胞培养技术的基础知识细胞培养技术是生物学及其相关领域中的一个重要分支,其通过在体外培养已经分离出来的组织和细胞,以及从原料中获得的其他细胞或细胞系,来进行生物学及医学相关的实验研究,具有广泛的应用价值。
细胞培养技术的起源可以追溯到19世纪末期,当时生物学家Robert Koch首先建立了来自斑点病人的细菌培养技术,从而开创了细菌研究的全新领域。
20世纪上半叶,细胞生物学家和肿瘤学家开始将植物和动物细胞培养的方法应用于研究,逐渐发展出了细胞培养技术的基础知识。
在现代细胞培养技术中,主要包括以下几个方面:1.细胞培养基的制备细胞培养基是进行细胞培养的最基本要素,其基本成分包括营养物质、激素、生长因子等。
常见的细胞培养基有DMEM、RPMI1640、MEM等,此外还有更为复杂的定制培养基,其成分和配比需要根据不同的实验要求而定。
2.细胞培养条件的控制细胞培养需要一些特殊的环境条件,如适宜的温度、湿度、物质浓度、气体含量等。
实验时需要定期检查细胞培养条件是否合适,从而保证细胞的正常生长和増殖。
3.细胞培养器的选择细胞培养器主要有平底培养皿、培养瓶、滚筒式培养器等,不同的培养器在不同的实验中会有不同的选择,从而满足不同的实验要求。
4.细胞的分离和传代细胞在培养中会出现一些问题,如纷繁多样的细胞类型、生长速度过快或过慢、细胞死亡等。
此时需要进行细胞分离和传代,将健康的细胞分离出来,进行下一轮的培养或实验。
以上是细胞培养技术的基础知识,掌握了这些基础知识之后,才能够更好地进行实验和开展研究工作。
第二篇:细胞培养技术在医学研究中的应用细胞培养技术的广泛应用在许多领域都产生了积极的影响,其中医学研究成为了细胞培养技术应用最为广泛的领域之一。
细胞培养技术在医学研究中的应用有以下几个方面。
1.药物筛选细胞培养技术在医药研究中有着广泛的应用,其中药物筛选是其最为重要的应用之一。
通过对不同细胞系的培养实验,可以筛选出对某种疾病有治疗作用的药物,并对其进行实验验证。
组织细胞培养概述组织细胞培养一般泛指所有的体外培养,包括组织培养、细胞培养和器官培养。
其中,组织培养(Tissue Culture)指从活体内取出组织,模拟体内生理环境,在体外无菌、适当温度和一定培养条件下,使之生存和生长,并维持其结构和功能的方法。
细胞培养(Cell Culture)则是指离散细胞的培养,这些细胞通过酶学的、机械的或化学方法从来源组织中获得,培养物是单个细胞或细胞群。
器官培养(Organ Culture)是指以器官的原基、器官的一部分或整个器官为培养物,应用与组织培养相似的条件,使培养物保持着体内组织部分或全部组织学特征,在体外生存、生长并保持一定的功能。
组织培养与细胞培养并无严格区别,组织培养可出现细胞单一化现象,即趋向变成单一类型细胞,最终也变成了细胞培养。
细胞在培养过程中的生命活动是互相依存的,呈现着一定的“组织”特性。
(一)体外培养方式的分类体外培养可分为原代培养和传代培养。
原代培养,又称初代培养(Primary Culture),即对从生物体内取出的细胞、组织和器官进行实效培养的过程,这样的细胞称为原代细胞,通常只能培养10-50代左右即退化死亡。
传代培养(Passage Culture),是指无论是否稀释,将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶。
原代培养物经首次传代成功后即为细胞系(Cell Line)。
如细胞系的生存期有限,则称之为有限细胞系(Finite Cell Line),而已获无限繁殖能力能够持续生存的细胞系,称连续细胞系或无限细胞系(Infinite Cell Line)。
由某一细胞系分离出来的、在性状上与原细胞系不同的细胞系,称该细胞的亚系(Subline)。
(二)体外培养细胞的分型根据离体细胞在培养皿中生长时是否贴壁,可将体外培养细胞分为贴壁型和悬浮型两类。
1.贴壁型细胞:培养细胞需贴附在支持物上生长,大多数细胞属于此型,也称锚着依赖性细胞(anchorage-dependent cells)。
细胞贴壁后,分化现象常变的不显著,易失去原有组织特征,形态上表现单一化。
主要包括①上皮细胞型:细胞呈扁平不规则多角形,中间有胞核,彼此紧密相连成单层膜。
②成纤维细胞型:胞体呈梭型或不规则三角形,胞质向外伸出2-3个长短不同的突起,起源于中胚层的细胞,如心肌、平滑肌、血管内皮细胞等常呈成纤维细胞型。
③游走细胞型:细胞质常伸出伪足或突起呈活跃的游走或变形运动,贴附于支持物上散在生长,一般不连接成片。
2.悬浮型细胞:某些细胞在培养液中悬浮生长,在培养皿内不贴壁,其生存空间较大,能大量增殖,易进行传代培养。
常见的如血液中的淋巴细胞、白细胞及部分肿瘤细胞等。
组织细胞培养的生存环境和条件(一)无污染环境是保证细胞生存的首要条件。
(二)温度36.5℃±0.5℃。
培养细胞对低温的耐受力比对高温强。
温度达43℃以上,1小时内细胞都将死亡。
(三)气体环境和氢离子浓度95%氧气,5%CO2。
CO2能维持培养基的pH值为7.2~7.4,细胞的耐酸性比耐碱性大一些,在偏酸性环境中更利于生长。
细胞在生长过程中随着细胞数量增多和代谢活动增强,会不断释放CO2,导致培养基变酸。
(四)体外培养所需基本物质包括糖、氨基酸、促生长因子、各种元素及促细胞贴附物质等。
(五)渗透压多数细胞渗透压为260Osm/kg~320Osm/kg。
(六)培养基包括①合成培养基(Synthetic Medium):主要来自动物体液或从组织中分离提取制备的成分,其营养性较高,但成分复杂,个体差异较大,在来源上有一定限制。
②天然培养基(Natural Medium):是按人和动物体内细胞所需成分模拟合成的、配方恒定的一种较理想的培养基。
③无血清培养基(Serum FreeMedium):成分分为基础培养液和附加成分。
附加成分包括促贴壁附着成分、促生长增殖成分和蛋白酶抑制物等,这类培养基主要应用于研究细胞生长因子、单克隆抗体的制备以及细胞分泌产物等。
(七)附着底物绝大多数培养细胞需附着在适宜的底物上才能生长。
细胞贴附在底物上生长的性质称锚着依赖性。
常见的附着底物有①玻璃:如玻璃培养瓶、盖玻片等。
②一次性塑料:聚苯乙烯、聚四氟乙烯。
可制成薄膜,建成小块后能置入各种平皿中,适于细胞贴附生长,便于取出、染色和做电镜切片。
③微载体:是由聚苯乙烯和聚丙烯酰胺制成的微小球体,附着面大,利于大量繁殖细胞。
④饲细胞(Feeder Cell):可用成纤维细胞或其它细胞长成单层后,再用大剂量射线照射,使细胞失去增殖能力但尚存活和有代谢活动,令其作为底物,将其它细胞接种于其上,饲细胞的代谢产物利于其它细胞生长。
可用于特殊细胞培养。
(八)抑制细胞生长因素有毒物质或微生物能抑制细胞生存和生长,因此需清除有毒物质,确保细胞培养的无污染环境。
组织细胞培养的基本操作和技术(一)细胞培养的无菌操作。
1.无菌室:无菌室一般由更衣间、缓冲间、操作间三部分组成。
为保持无菌状态,无菌室的消毒和防污染是非常必要的。
通常采用每日(使用前)紫外照射(1-2小时),每周甲醛、乳酸、过氧乙酸熏蒸(2小时)和每月新洁尔灭擦拭地面和墙壁一次的方式进行消毒。
实际工作中,要根据无菌室建筑材料的差异来选择合适的消毒方法。
2.超净工作台:原理是采用鼓风机驱动空气通过高效过滤器,使空气净化,净化的空气吹入台面空间将其中的尘埃、细菌甚至病毒颗粒带走,使工作区呈无菌环境。
超净台的平均风速保持在0.32-0.48米/秒左右,过大、过小均不利于保持净化度;使用前最好开启超净台内紫外灯照射10-30分钟,然后让超净台预工作10-15分钟,以除去臭氧,并使工作台面空间呈净化状态;使用完毕后,要用70%酒精将台面和台内四周擦拭干净,以保证超净台无菌。
还要定期用福尔马林熏蒸超净台。
3.常用培养器皿及清洗消毒:细胞培养需要大量消耗性物品,如玻璃器皿、金属器皿、塑料、橡胶制品、布类、纸类等。
离体条件下,有害物质可以直接同细胞接触,培养器皿中极少残留物均可对细胞产生毒副作用。
因此,新的或重新使用的器皿都必须认真清洗,达到不含任何残留物的要求。
此外,微生物污染是造成细胞培养失败的主要原因,目前有多种用于细胞培养的消毒灭菌方法,每种方法都有一定的适应范围。
通常采用过滤除菌系统、紫外照射、电子杀菌灯、乳酸、甲醛熏蒸等方法消毒实验室空气,采用新洁而灭消毒实验室地面,采用高温干热灭菌、高温湿热灭菌、消毒剂浸泡、紫外照射等方法消毒培养用器皿,采用高压蒸汽灭菌或过滤除菌方法消毒培养液。
(二)细胞培养基本操作技术1.细胞分离技术:将组织块分离(散)成细胞悬液的方法有多种,最常用的是机械解离细胞法、酶学解离细胞法以及螯合剂解离细胞法。
组织取材之后,最好立即培养。
因故不能培养时,应把组织切成1㎜3左右的小块,置于培养液中,4℃贮存;存放时间不易超过24小时。
应严格保持无菌,也要避免受到紫外线照射或接触任何化学试剂及有害药物。
为减少污染,对肿瘤组织或其他病理组织,可用500~1000U/ml的青、链霉素BSS液,漂洗5~10分钟后再做培养处理。
(1)机械解离细胞法:有切割分离法和机械分散法两种。
需先将组织剪成小块,切割分离法是用手术刀切割或剪刀剪切成1mm3左右的组织块,机械分散法是把组织放入注射器针管中挤压或把组织置于不锈钢沙网中用钝器压取。
(2)酶学解离细胞法:在把组织剪成较小体积的基础上,应用生化和化学手段进一步分散组织的方法。
最终使被处理的组织分散成细胞团或单个细胞,加入培养液制成细胞悬液,接种至培养器皿中进行培养。
①胰蛋白酶(Trypsin)法:去除不需要的组织,使用无菌的解剖刀和剪刀把剩余的组织切成3~4mm小片,将组织碎片悬浮在无钙镁的平衡盐溶液中充分清洗。
沉淀组织碎片,去除上清液,重复清洗2至3次。
将盛有组织碎片的容器置于冰上,去除残留的上清液。
再加入0.25%溶解在无钙镁的平衡盐溶液中的胰蛋白酶(100mg组织加入1ml胰蛋白酶),4℃孵育6-18小时,移弃组织碎片中的胰蛋白酶,37℃孵育20-30分钟,在组织碎片中加入预热的完全培养基,用移液管轻轻地分散组织。
通过无菌不锈钢丝网(100~200mm)过滤,分散所有剩余组织。
计数和接种细胞,进行培养。
②胶原酶(Collagenase)法:用无菌解剖刀和剪刀把剩余组织切成3~4mm 小片,用Hanks'平衡液(HBSS)清洗组织碎片几次。
加入胶原酶(50~200单位/ml,溶解在HBSS中),37℃孵育4-18小时,同时加入3mM CaCl2增强解离效率。
通过无菌不锈钢丝网或尼龙网过滤细胞悬液,以分离分散细胞、组织碎片和较大的碎片。
如需进一步解聚,可在碎片中加入新鲜的胶原酶重复以上步骤。
通过离心法在HBSS中清洗细胞悬液数次,使用培养基重悬细胞,计数和接种细胞,进行培养。
2.细胞计数法:培养的细胞在一般条件下要求有一定的密度才能生长良好,所以要进行细胞计数。
当待测细胞悬液中细胞均匀分布时,通过测定一定体积悬液中的细胞数目,即可换算出每毫升细胞悬液中的细胞数目。
细胞计数的原理和方法与血细胞计数相同。
3.细胞的冻存与复苏:目前通常采用低温液氮冻存法贮存细胞。
细胞在液氮中,温度达到-196℃,贮存时间几乎是无限的。
用时解冻,细胞仍能生长增殖。
低温液氮冻存的基本原理:在-70℃以下时,细胞内的酶活性均已停止,即代谢处于完全停止状态,故可以长期保存。
在不添加保护剂的条件下冻存细胞时,细胞内外环境中的水会结成冰晶,导致细胞死亡。
但如果向细胞培养液中加入保护剂甘油或二甲基亚砜(DMSO),可使冰点降低,在缓慢的冻结条件下,能使细胞内水分在冻结之前透出细胞外。
细胞低温保存的关键,在于通过0~20℃阶段的处理过程,在此温度范围内,水晶呈针状,极易招致细胞的严重损伤。
标准的冷冻速度为-1℃~-12℃/min,当温度下降到-25℃时,冷冻速度可增至-5~-10℃/min;当-100℃时则可迅速冻入液氮中。
冻存细胞的复苏:冻存的细胞较脆弱,因此要轻柔操作。
冻存细胞要快速融化,并直接加入完全生长培养基中。
若细胞对冻存剂(DMSO或甘油)敏感,可离心去除冻存培养基,然后加入完全生长培养基中。
4.细胞运送:选生长状态良好的细胞,待达到80%或90%汇合时,去掉旧培养液换入新培养液,量要达到培养瓶的颈部(过满易污染),保留少许空间,塞紧瓶塞;如空气过多运,输中气泡运动易使细胞脱落。
妥善包装和运送;一般在不超过四五天到达目的地的情况下,对细胞活力无严重影响;到达后,倒出大部分培养液,保留正常量,置37℃培养,次日传代。
5.细胞的生长阶段及形态特征观察:传代培养的细胞需每日进行观察,注意细胞有无污染,培养液颜色的变化及细胞生长的情况。