細胞培養資料

第一章 細胞培養的基本原理與技術

現代生物技術一般認為包括基因工程技術、細胞工程技術、酶工程技術和發酵工程技術，而這些技術的發展幾乎都與細胞培養有密切關系，特別是在醫藥領域的發展，細胞培養更具有特殊的作用和價值。比如基因工程藥物或疫苗在研究生產過程中很多是通過細胞培養來實現的。

基因工程乙肝疫苗很多是以CHO細胞作為載體；細胞工程中更是離不細胞培養，雜交瘤單克隆抗體，完全是通過細胞培養來實現的，既使是現在飛速發展的基因工程抗體也離不開細胞培養。正在倍受重視的基因治療、體細胞治療也要經過細胞培養過程才能實現，發酵工程和酶工程有的也與細胞培養密切相關。總之，細胞培養在整個生物技術產業的發展中起到了很關鍵的核心作用。

第一節 體外培養的概念

一、基本概念 體外培養（in vitro culture），就是將活體結構成分或活的個體從體內或其寄生體內取出，放在類似于體內生存環境的體外環境中，讓其生長和發育的方法。

組織培養：是指從生物體內取出活的組織（多指組織塊）在體外進行培養的方法。

細胞培養：是指將活細胞（尤其是分散的細胞）在體外進行培養的方法。

器官培養：是指從生物體內取出的器官（一般是胚胎器官）、器官的一部分或器官原基在體外進行培養的方法。

二、體內、外細胞的差異和分化

1、差異：細胞離體后，失去了神經體液的調節和細胞間的相互影響，生活在缺乏動態平衡相對穩定環境中，日久天長，易發生如下變化：分化現象減弱；形態功能趨于單一化或生存一定時間后衰退死亡；或發生轉化獲得不死性，變成可無限生長的連續細胞系或惡性細胞系。因此，培養中的細胞可視為一種在特定的條件下的細胞群體，它們既保持著與體內細胞相同的基本結構和功能，也有一些不同于體內細胞的性狀。實際上從細胞一旦被置于體外培養后，這種差異就開始發生了。

2、分化：體外培養的細胞分化能力并未完全喪失，只是環境的改變，細胞分化的表現和在體內不同。細胞是否表現分化,關鍵在于是否存在使細胞分化的條件，如Friend細胞（小鼠紅白血病細胞）在一定的因素作用下可以合成血紅蛋白，血管內皮細胞在類似基膜物質底物上培養時能長成血管狀結構，雜交瘤細胞能產生特異的單克隆抗體，這些均屬于細胞分化行為。

第二節 細胞培養的一般過程

一、準備工作 準備工作對開展細胞培養異常重要，工作量也較大，應給予足夠的重視，推備工作中某一環節的疏忽可導致實驗失敗或無法進行。準備工作的內容包括器皿的清洗、干燥與消毒，培養基與其他試劑的配制、分裝及滅菌，無菌室或超凈臺的清潔與消毒，培養箱及其他儀器的檢查與調試。

二、取材 在無菌環境下從機體取出某種組織細胞（視實驗目的而定），經過一定的處理（如消化分散細胞、分離等）后接入培養器血中，這一過程稱為取材。如是細胞株的擴大培養則無取材這一過程。機體取出的組織細胞的首次培養稱為原代培養。

理論上講各種動物和人體內的所有組織都可以用于培養，實際上幼體組織（尤其是胚胎組織）比成年個體的組織容易培養，分化程度低的組織比分化高的容易培養，腫瘤組織比正常組織容易培養。取材后應立即處理，盡快培養，因故不能馬上培養時，可將組織塊切成黃豆般大的小塊，置4℃的培養液中保存。取組織時應嚴格保持無菌，同時也要避免接觸其他的有害物質。取病理組織和皮膚及消化道上皮細胞時容易帶菌，為減少污染可用抗菌素處理。

三、培養 將取得的組織細胞接入培養瓶或培養板中的過程稱為培養。如系組織塊培養，則直接將組織塊接入培養器皿底部，幾個小時后組織塊可貼牢在底部，再加入培養基。如系細胞培養，一般應在接入培養器皿之前進行細胞計數，按要求以一定的量（以每毫升細胞數表示）接入培養器皿并直接加入培養基。細胞進入培養器皿后，立即放入培養箱中，使細胞盡早進入生長狀態。

正在培養中的細胞應每隔一定時間觀察一次，觀察的內容包括細胞是否生長良好，形態是否正常，有無污染，培養基的PH是否太酸或太堿（由酚紅指示劑指示），此外對培養溫度和CO2濃度也要定時檢查。

原代培養一般有一段潛伏期（數小時到數十天不等），在潛伏期細胞一般不分裂，但可貼壁和游走。過了潛伏期后細胞進入旺盛的分裂生長期。細胞長滿瓶底后要進行傳代培養，將一瓶中的細胞消化懸浮后分至兩到三瓶繼續培養。每傳代一次稱為“一代”。二倍體細胞一般只能傳幾十代，而轉化細胞系或細胞株則可無限地傳代下去。轉化細胞可能具有惡性性質，也可能僅有不死性（Immortality）而無惡性。

四、凍存及復蘇（可參閱后面有關章節）為了保存細胞，特別是不易獲得的突變型細胞或細胞株，要將細胞凍存。凍存的溫度一般用液氮的溫度－196℃，將細胞收集至凍存管中加入含保護劑（一般為二甲亞砜或甘油）的培養基，以一定的冷卻速度凍存，最終保存于液氮中。在極低的溫度下，細胞保存的時間幾乎是無限的。復蘇一般采用快融方法，即從液氮中取出凍存管后，立即放入37℃水中，使之在一分鐘內迅速融解。然后將細胞轉入培養器皿中進行培養。

凍存過程中保護劑的選用、細胞密度、降溫速度及復蘇時溫度、融化速度等都對細胞活力有影響。

五、常用儀器設備 無菌室,超凈工作臺,三重純水蒸餾器,抽氣泵,壓力蒸氣消毒器,電熱恒溫培養箱,培養器具，CO2培養箱,恒溫水浴鍋,倒置顯微鏡,離心機,無菌過濾器,洗刷裝置,細胞計數板和電子細胞技術儀等等。

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