细胞培养

动物细胞培养

细胞培养

在所有的体外细胞培养中，动物细胞培养是最困难的。以下是它需要的特殊条件：

⑴血清：动物细胞的体外培养经常需要血清。最常用的是小牛血清。血清提供生长必需因子，如激素、微量元素、矿物质和脂肪。在这里，血清等于动物细胞体外培养的天然营养液。

⑵支持物：大多数动物细胞都有贴壁的习惯。体外培养常用玻璃塑料等作为支持。

⑶气体交换：在细胞培养过程中要不断调整二氧化碳和氧气的比例，以维持所需的气体条件。

植物细胞培养

⑴光照：体外培养的植物细胞对光照条件要求不高，因为细胞生长所需的物质主要由培养基供给。然而，光不仅与光合作用有关，还与细胞分化有关例如，光周期可以调节性细胞分化和开花，因此在以获得植株为目的的早期植物细胞培养过程中，光照条件尤为重要。通过植物细胞的体外培养获得重要物质如药物的过程，其中大多数细胞在反应器中悬浮培养。

⑵激素：植物细胞的分裂和生长需要植物激素的调节，而促进细胞分裂的生长素和有丝分裂素是最基本的激素。植物细胞的分裂生长分化和个体生长周期受相应的激素调控。相对于动物细胞，植物细胞体外培养的激素需求原理已经了解，其应用技术已经相当成熟，已经有一套可用的培养基。同时解决了植物细胞对水敏感的问题、营养物、激素、渗透压、酸碱度、对微量元素的需求等。

微生物细胞培养

微生物多为单细胞生物，野外生存条件较为简单。因此，人工培养微生物的条件比动植物细胞简单得多。其中厌氧微生物的培养比好氧微生物更复杂，因为严格厌氧需要维持二氧化碳等非氧惰性气体的浓度，而好氧微生物只需要通过不断搅拌提供无菌氧气。微生物对培养条件的要求不如动植物细胞和玉米浆、蛋白胨、麦芽汁、酵母膏成为微生物良好的天然培养基。对于一些特殊微生物的营养需求，可以在这些天然培养基的基础上添加。

环境因素

1．无菌环境

无毒和无菌是细胞体外培养的首要条件。在体内，解毒系统和免疫系统可以抵御微生物或其他有害物质的入侵，但在体外培养过程中，细胞缺乏免疫系统的保护，失去了对微生物的防御能力和对有害物质的解毒能力。为了保证细胞能够在体外生长繁殖，需要保证无菌的工作区域、良好的个人卫生、无菌试剂培养基和无菌操作。

常见的微生物污染是支原体、细菌、真菌。支原体无致死毒性，可与细胞长期共存，对细胞有潜在影响，但体积小，不易鉴定，可通过地衣红或Hoechst33342染色等方法检测。细菌繁殖很快，可以在短时间内放大，产生毒素杀死细胞。真菌种类很多，肉眼可见，漂浮在培养面上，可呈丝状、管状或树枝状等。

2.合适的温度

一般哺乳动物和鸟类细胞体外培养的适宜温度为37 ~ 38℃，不适宜的环境温度会影响细胞的生长。细胞对低温的耐受性强于对高温的耐受性低温下，细胞的代谢活性和有丝分裂能力下降。如果温度不低于0℃，细胞代谢虽受影响，但无损伤；在25 ~ 35℃时，细胞生长缓慢；但是如果在40℃下放置几个小时，不仅不利于细胞的存活、成长甚至会导致它的死亡。

3.适宜的渗透压

高渗溶液或低渗溶液都会导致细胞折叠、肿胀、破裂。因此，渗透压是细胞体外培养的重要条件之一。大多数体外培养的细胞对渗透压都有一定的耐受力，在实际应用中为260~320mmol/L的渗透压适用于大多数细胞。

4．气体环境与pH

体外细胞培养需要一个理想的气体环境，氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件。氧气参与了细胞的活动细胞存活的三羧酸循环、新陈代谢和合成提供能量；二氧化碳不仅是细胞的代谢产物，也是细胞生长的必需成分，还与维持培养基的pH值有关。大多数细胞适宜的pH值范围通常是7.2～7.4。在开放文化中，5%二氧化碳气体的比例合适。

营养条件

1．培养基

细胞培养基含有细胞生长所需的各种营养物质，包括碳水化合物、氨基酸、无机盐、维生素等。根据不同细胞的营养需求，有许多合成培养基可供选择，如EBSS、Eagle、MEM、RPMll640、DMEM等。

2．其他添加成分

除了各种合成培养基提供的基本营养成分外，还需要根据不同的细胞和不同的培养目的添加血清等其他成分、因子等。

血清提供细胞外基质、胎牛血清常用作生长因子转铁蛋白等重要物质。血清的比例要根据不同的细胞和不同的研究目的来确定。10%～20%血清能维持细胞的快速生长和增殖，称为生长培养基；为了维持细胞的缓慢生长或永生，加2%～5%血清可以称为维持培养基。但血清中也有对细胞生长繁殖有害的物质，如补体、免疫球蛋白和一些生长抑制因子；成分不清影响结果分析；不同动物、不同批次的血清活性差异较大，影响培养效果的稳定性。

谷氨酰胺是细胞生长的重要氮源，在细胞生长和代谢过程中起着重要作用但由于谷氨酰胺不稳定，在溶液中易降解，在4℃放置7天，可分解50左右%所以使用前要添加谷氨酰胺。