《细胞工程》第4章:动物细胞培养工程
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《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的概念动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,在细胞水平上进行的操作,以获得人们所需要的生物产品或细胞本身。
它是现代生物技术的重要组成部分,涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植等多个方面。
二、动物细胞培养(一)基本原理细胞培养的基本原理是细胞的增殖。
细胞在适宜的环境中,能够吸收营养物质,进行新陈代谢,并通过分裂增加数量。
(二)培养条件1、无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,通常还会添加一定量的抗生素,以防止培养过程中的污染。
2、营养物质:包括糖、氨基酸、无机盐、维生素等,这些物质要按照细胞所需的种类和量进行精确配置。
3、适宜的温度和 pH:哺乳动物细胞的培养温度一般在 365℃左右,pH 则在 72 74 之间。
4、气体环境:细胞培养所需的气体主要有氧气和二氧化碳,氧气用于细胞呼吸,二氧化碳则用于维持培养液的 pH。
(三)培养过程1、取材:通常从动物的组织或器官中获取细胞,如从胚胎或幼龄动物的器官组织中获取细胞,其分裂能力更强。
2、原代培养:将取得的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使其分散成单个细胞,然后制成细胞悬液,放入培养瓶中培养。
3、传代培养:当细胞贴满瓶壁时,需要用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱落下来,然后分瓶继续培养。
三、动物细胞融合(一)概念动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
(二)诱导融合的方法1、物理法:如电激融合法。
2、化学法:常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。
3、生物法:如灭活的病毒。
(三)应用1、制备单克隆抗体:这是动物细胞融合技术最突出的应用。
2、用于基因定位和染色体转移等研究。
四、单克隆抗体(一)概念单克隆抗体是由单个 B 淋巴细胞经过无性繁殖形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。
(二)制备过程1、给小鼠注射特定的抗原,使其发生免疫反应,产生能分泌特定抗体的 B 淋巴细胞。
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的定义和范围动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,在细胞水平上进行的遗传操作以及细胞和组织培养技术,以改造细胞、创造新的生物品种或生产生物产品的一门综合性科学技术。
其范围涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植、细胞重组、转基因动物等多个方面。
二、动物细胞培养技术(一)基本原理细胞培养是动物细胞工程的基础,其原理是细胞具有分裂和生长的能力。
在适宜的条件下,细胞可以不断增殖并保持一定的生理特性。
(二)培养条件1、无菌环境:防止微生物污染是细胞培养成功的关键。
2、合适的培养基:包含细胞生长所需的营养物质,如氨基酸、维生素、无机盐等。
3、适宜的温度和 pH:一般来说,培养温度在 37℃左右,pH 在 72 74 之间。
4、气体环境:通常需要 95%的空气和 5%的二氧化碳,二氧化碳用于维持培养基的 pH 稳定。
(三)培养过程1、取材:从动物体内取出组织或器官,进行处理以获得单细胞。
2、原代培养:将获得的细胞直接培养,这是细胞培养的第一代。
3、传代培养:当原代培养的细胞生长到一定密度时,进行分瓶培养。
(四)应用1、生物制品的生产,如疫苗、抗体等。
2、细胞生物学和分子生物学的研究。
3、药物筛选和毒性测试。
三、细胞融合技术(一)原理细胞融合是指两个或多个细胞通过物理、化学或生物方法融合成一个杂种细胞的过程。
其原理基于细胞膜的流动性。
(二)方法1、病毒诱导融合:使用某些病毒,如仙台病毒,促使细胞膜融合。
2、化学诱导融合:常用的化学试剂有聚乙二醇(PEG)。
3、电融合:通过电场作用使细胞排列紧密接触,进而融合。
(三)应用1、单克隆抗体的制备:将免疫小鼠的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,分泌单克隆抗体。
2、细胞遗传和细胞免疫的研究。
四、细胞核移植技术(一)原理细胞核移植是将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的细胞中,使其发育成一个新的个体。
这基于细胞核的全能性,即细胞核包含了生物体发育所需的全部遗传信息。
学习指导案
间
[问题]细胞胞核移植技术的意义是什么?
①可以快速繁殖动物;②属于无性繁殖,可保持优良性状。
3.、动物细胞融合
3.1诱导融合的方法:
灭活的病毒,如:灭活的仙台病毒。
化学物质,如:聚乙二醇物理方法,电激等3.2动物细胞融合的原理
3.3动物细胞融合最重要的用途是:制备单克隆抗体
4、单克隆抗体
4.1 单克隆抗体的制备绘制流程图
理解应用
绘制流程图
边提问
边展示
创设情境
激发兴趣
提问
分析流程
图
5种细胞
2次筛选
2种培养
2种应用
10
15
4.2单克隆抗体的优点:
与常规抗体相比,单克隆抗体产量高,特异性强,灵敏度高,优越性十分明显。
4.3应用主要有:
(1)作为诊断试剂
(2)用于治疗疾病和运载药物:作为载体,运载抗癌药物,形成“生物导弹”治疗肿瘤。
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。