细胞培养的一般过程一、准备工作准备工作对开展细胞培养异常重要,工作量也较大,应给予足够的重视,推备工作中某一环节的疏忽可导致实验失败或无法进行。
准备工作的内容包括器皿的清洗、干燥与消毒,培养基与其他试剂的配制、分装及灭菌,无菌室或超净台的清洁与消毒,培养箱及其他仪器的检查与调试,具体内容可参阅有关文献。
二、取材在无菌环境下从机体取出某种组织细胞(视实验目的而定),经过一定的处理(如消化分散细胞、分离等)后接入培养器血中,这一过程称为取材。
理论上讲各种动物和人体内的所有组织都可以用于培养,实际上幼体组织(尤其是胚胎组织)比成年个体的组织容易培养,分化程度低的组织比分化高的容易培养,肿瘤组织比正常组织容易培养。
取材后应立即处理,尽快培养,因故不能马上培养时,可将组织块切成黄豆般大的小块,置4℃的培养液中保存。
如系组织块培养,则直接将组织块接入培养器皿底部,几个小时后组织块可贴牢在底部,再加入培养基。
如系细胞培养,一般应在接入培养器皿之前进行细胞计数,按要求以一定的量(以每毫升细胞数表示)接入培养器皿并直接加入培养基。
正在培养中的细胞应每隔一定时间观察一次,观察的内容包括细胞是否生长良好,形态是否正常,有无污染,培养基的PH是否太酸或太碱(由酚红指示剂指示),此外对培养温度和CO2浓度也要定时检查。
一般原代培养进入培养后有一段潜伏期(数小时到数十天不等),在潜伏期细胞一般不分裂,但可贴壁和游走。
细胞长满瓶底后要进行传代培养,将一瓶中的细胞消化悬浮后分至两到三瓶继续培养。
转化细胞可能具有恶性性质,也可能仅有不死性(ImmortLONG8ality)而无恶性。
四、冻存及复苏为了保存细胞,特别是不易获得的突变型细胞或细胞株,要将细胞冻存。
冻存的温度一般用液氮的温度—-196℃,将细胞收集至冻存管中加入含保护剂(一般为二甲亚砜或甘油)的培养基,以一定的冷却速度冻存,最终保存于液氮中。
复苏一般采用快融方法,即从液氮中取出冻存管后,立即放入37℃水中,使之在一分钟内迅速融解。
冻存过程中保护剂的选用、细胞密度、降温速度及复苏时温度、融化速度等都对细胞活力有影响。
培养细胞的细胞生物学一、体内、外细胞的差异和分化1、差异:细胞离体后,失去了神经体液的调节和细胞间的相互影响,生活在缺乏动态平衡的相对稳定环境中,日久天长,易发生如下变化:分化现象减弱;形态功能趋于单一化或生存一定时间后衰退死亡;或发生转化获得不死性,变成可无限生长的连续细胞系或恶性细胞系。
因此,培养中的细胞可视为一种在特定的条件下的细胞群体,它们既保持着与体内细胞相同的基本结构和功能,也有一些不同于体内细胞的性状。
且不论其有许多性状仍与体内相同(如体外培养的心肌细胞仍可博动),只从细胞遗传学(Cyto-genetics)的角度看,离体细胞仍带有全套的二倍体基因。
细胞在培养中的表现,只不过是相应基因关闭/开启引起的现象,这并非是绝对缺陷。
恰恰相反,在培养的细胞中某些特定功能的丧失,可为该基因的表达与调控提供线、分化;体外培养的细胞分化能力并未完全丧失,只是环境的政变,细胞分化的表现和在体内不同。
细胞是否表现分化关键在于是否存在使细胞分化的条件,如Friend细胞(小鼠红白血病细胞)在一定的因素作用下可以合成血红蛋白,血管内皮细胞在类似基膜物质底物上培养时能长成血管状结构,杂交瘤细胞能产生特异的单克隆抗体,这些均属于细胞分化行为。
二、体外培养细胞的分型(一)贴附型:大多数培养细胞贴附生长,属于贴壁依赖性细胞,判断细胞形态时不能接体内组织学标推判定,仅大致分成以下四型:1、成纤维细胞型:胞体呈梭型或不规则三角形,中央有卵圆形核,胞质突起,生长时呈放射状。
除真正的成纤维细胞外,凡由中胚层间充质起源的组织,如心肌、平滑肌、成骨细胞、血管内皮等常呈本型状态。
2、上皮型细胞:细胞呈扁平不规则多角形,中央有圆形核,细胞彼此紧密相连成单层膜。
起源于内、外胚层的细胞如皮肤表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等皆成上皮型形态。
3、游走细胞型:呈散在生长,一般不连成片,胞质常突起,呈活跃游走或变形运动,方向不规则。
4、多型细胞型:有一些细胞,如神经细胞难以确定其规律和稳定的形态,可统归于此类。
三、培养细胞的生长和增殖过程体内细胞生长在动态平衡环境中,而组织培养细胞的生存环境是培养瓶、皿或其它容器,生存空间和营养是有限的。
当细胞增殖达到一定密度后,则需要分离出一部分细胞和更新营养液,否则将影响细胞的继续生存,这一过程叫传代(Passage或Subculture)。
另外,很多细胞特别是正常细胞,在体外的生存也不是无限的,存在着一个发展过程。
(一)培养细胞生命期(Life Span of Culture Cells)所谓培养细胞生命期,是指细胞在培养中持续增殖和生长的时间。
组织和细胞在培养中生命期如何?这要看细胞的种类、性状和原供体的年龄等情况。
人胚二倍体成纤维细胞培养,在不冻存和反复传代条件下,可传30~50代,相当于150~300个细胞增殖周期,能维待一年左右的生存时间,最后衰老凋亡(Apoptosis)。
如供体为成体或衰老个体,则生存时间较短;如培养的为其它细胞如肝细胞或肾细胞,生存时间更短,仅能传几代或十几代。
只有当细胞发生遗传性改变,如获永生性或恶性转化时,细胞的生存期才可能发生改变。
正常细胞培养时,不论细胞的种类和供体的年龄如何,在细胞全生存过程中,大致都经历以下三个阶段:1.原代培养(Primary Culture)期:也称初代培养,即从体内取出组织接种培养到第一次传代阶段,一般持续1一4周。
细胞群是异质的(Heterogeneous),也即各细胞的遗传性状互不相同,细胞相互依存性强。
如把这种细胞群稀释分散成单细胞,在软琼脂培养基中进行培养时,细胞克隆形成率(Cloning Efficiency)很低,即细胞独立生存性差。
克隆形成率即细胞群被稀释分散成单个细胞进行培养时,形成细胞小群(克隆)的百分数。
初代培养细胞多呈二倍体核型;由于原代培养细胞和体内细胞性状相似性大,是检测药物很好的实验对象。
2.传代期:初代培养细胞一经传代后便改称做细胞系(Cell Line)。
在培养条件较好情况下,细胞增殖旺盛,并能维持二倍体核型,呈二倍体核型的细胞称二倍体细胞系(Diploid Cell Line)。
一般情况下当传代10~50次左右,细胞增殖逐渐缓慢,以至完全停止,细胞进入第三期。
3.衰退期:此期细胞仍然生存,但增殖很慢或不增殖;细胞形态轮廓增强,最后衰退凋亡。
在细胞生命期阶段,少数情况下,在以上三期任何一点(多发生在传代末或衰退期),由于某种因素的影响,细胞可能发生自发转化(Spontaneous Transformation)。
转化的标志之一是细胞可能获得永生性(Immortality)或恶性性(Malignancy)。
细胞永生性也称不死性,即细胞获持久性增殖能力,这样的细胞群体称无限细胞系(Infinite Cell Line),也称连续细胞系(Continuous Cell Line)。
在早期文献中无限细胞系也称已建立细胞系(Established Cell Line),现已不用。
(二)组织培养细胞一代生存期所有体外培养细胞,包括初代培养及各种细胞系,当生长达到一定密度后,都需做传代处理。
接种细胞数量大、细胞基数大、相同增殖速度条件下,细胞数量增加与饱和速度相对要快(实际上细胞接种数量大时细胞增殖速度比稀少时要快)。
连续细胞系和肿瘤细胞系比初代培养细胞增殖快,培养液中血清含量多时细胞增殖比少时快。
所谓细胞“一代”一词,系仅指从细胞接种到分离再培养时的一段时间,这已成为培养工作中的一种习惯说法,它与细胞倍增一代非同一含义。
它与细胞世代(Generation)或倍增〔Doubling)不同;在细胞一代中,细胞能倍增3~6次。
细胞传一代后,一般要经过以下三个阶段:1.潜伏期(Latent Phase):细胞接种培养后,先经过一个在培养液中呈悬浮状态的悬浮期。
各种细胞贴附速度不同,这与细胞的种类、培养基成分和底物的理化性质等密切相关。
初代培养细胞贴附慢,可长达10~24小时或更多;连续细胞系和恶性细胞系快,10~30分钟即可贴附。
1. 细胞培养基的制备:准备适当的培养基,选择适合细胞种类的培养基,并添加所需的营养物质、生长因子和抗生素等成分。
2. 细胞的分离与传代:将原始细胞种植在培养皿中,培养至细胞达到适当的密度后,使用消化酶将细胞从培养皿中分离。
3. 细胞的培养:将分离得到的细胞接种在预处理好的培养器皿中(如培养瓶、培养皿、多孔板等),放入恒温培养箱或细胞培养箱中进行培养。
4. 细胞的观察与检测:定期使用显微镜观察细胞的生长状态、细胞形态的变化等;可以通过染色技术观察细胞的生长情况,如细胞增殖率、存活率等;还可以使用细胞生长曲线和细胞测定仪等设备对细胞进行定量检测。
5. 细胞的处理与维护:根据需要,可以对细胞进行维护,如更换培养基、添加营养物质等;还需要注意细菌、真菌等污染的防控措施,如在培养环境中使用无菌操作技术、添加抗生素等。
需要注意的是,不同类型的细胞具有不同的培养条件和特殊要求,因此在养细胞过程中需要根据具体情况进行相应的调整和操作。
培养细胞的最终目的:拿到细胞进行后续的下游实验WB、ELISA等蛋白检测DNA、RNA等分子检测凋亡、增殖、周期等功能检测原代细胞培养、冻存等细胞实验细胞培养几乎是所有细胞生物学实验的基础,细胞养得好,实验没烦恼!原代细胞培养,细胞的传代,冻存、复苏,细胞污染的防与治,我们的经验都在这篇文章里!一、细胞培养相关设备和试剂1、细胞培养的相关设备生物安全柜的安全保护等级超净工作台,当涉及到病毒,需要使用生物安全柜。
生物安全柜:对柜内外的安全保护超净工作台:对工作台内部的安全保护超净工作台/生物安全柜的工作流程:2、细胞培养用相关试剂①培养基作用:人工模拟细胞体内生长的营养环境,维持细胞生长的营养物质,提供细胞营养和促进细胞生长增殖的物质基础。
完全培养基:不完全培养基+血清(提供营养物质)+双抗(保证无菌环境)+其他。
由于细胞种类和培养条件不同,适宜的合成细胞培养基也不同,在动物细胞培养中最常用基础细胞培养基有6~7种,如BME、MEM、DMEM、HAMF12、RPMI1640、199等。
②血LONG8清血清的功能:生长、分化必须的物质:生长因子、激素、基础培养基中没有的微量物质、小分子营养物转运维生素、脂类、金属离子和微量元素等;促进细胞贴壁、铺展;毒素灭活,蛋白质与有毒金属和热源物质结合;提供蛋白酶抑制剂;起酸碱度缓冲液作用。
胎牛还未接触外界,免疫系统激活最少,血清中所含的抗体、补体等对外来物质排斥最小,对细胞有害的成分最少。
③胰酶常用0.25%胰蛋白酶+0.02%EDTA胰酶:胰脏中分离,选择性的水解蛋白质中有赖氨酸或精氨酸的羧基所构成的肽链,最佳作用温度37℃,PH=8.0,常用浓度0.1%—0.25%,一般用不含Ca2+、Mg2+的平衡盐缓冲液配制(PBS或Hanks),可用含有血清培养基终止胰酶对细胞的作用(观察细胞的剥离状态确定终止时间)。
3. 细胞预处理:对细胞进行清洗、消毒、pH 值调整等预处理,使细胞处于适宜培养的状态。
4. 细胞接种:将预处理后的细胞导入培养皿或培养基中,并轻轻振动培养皿,使细胞均匀分布。
5. 维持细胞生长:通过控制温度、光照、营养供应等因素,维持培养环境的稳定性,促进细胞生长。
6. 培养和观察:将培养皿放入培养箱中,维持合适的培养条件,等待细胞生长和分裂。
7. 分离和纯化:通过离心、过滤等操作,将培养细胞分离出来,进行进一步处理和纯化,以便用于实验或生产。
细胞培养是一项复杂的过程,需要经过多次实验和调整,才能培养出符合要求的细胞。
准备工作的内容包括器皿的清洗、干燥与消毒,培养基与其他试剂的配制、分装及灭菌,无菌室或超净台的清洁与消毒,培养箱及其他仪器的检查与调试,具体内容可参阅有关文献。
二、取材在无菌环境下从机体取出某种组织细胞(视实验目的而定),经过一定的处理(如消化分散细胞、分离等)后接入培养器血中,这一过程称为取材。
理论上讲各种动物和人体内的所有组织都可以用于培养,实际上幼体组织(尤其是胚胎组织)比成年个体的组织容易培养,分化程度低的组织比分化高的容易培养,肿瘤组织比正常组织容易培养。
取材后应立即处理,尽快培养,因故不能马上培养时,可将组织块切成黄豆般大的小块,置4℃的培养液中保存。
如系组织块培养,则直接将组织块接入培养器皿底部,几个小时后组织块可贴牢在底部,再加入培养基。
如系细胞培养,一般应在接入培养器皿之前进行细胞计数,按要求以一定的量(以每毫升细胞数表示)接入培养器皿并直接加入培养基。
正在培养中的细胞应每隔一定时间观察一次,观察的内容包括细胞是否生长良好,形态是否正常,有无污染,培养基的PH是否太酸或太碱(由酚红指示剂指示),此外对培养温度和CO2浓度也要定时检查。
一般原代培养进入培养后有一段潜伏期(数小时到数十天不等),在潜伏期细胞一般不分裂,但可贴壁和游走。
细胞长满瓶底后要进行传代培养,将一瓶中的细胞消化悬浮后分至两到三瓶继续培养。
1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、仅部分预览的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
