细胞工程动物组织和细胞的培养.docx
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细胞工程动物组织和细胞的培养
第4节动物细胞培养
一动物细胞培养类型
(一)细胞原代培养
1.取材分离
·取出组织块放入小烧杯中,用尖嘴剪刀将组织
块剪碎成1mm3大小,加入Hanks液(平衡盐水
BSS),冲洗数次。
·
Adult
Embryo
Egg
取材分离
Dissection
EnzymeDigestion
CellCulture
Finelychopped
PrimaryExplants
Furtherdissection
ifnecessary
OrganCulture
2.组织消化:
·是用酶法将剪碎的组织块分散成
细胞团或单细胞。
·将剪碎的组织块放人三角烧瓶中,
加人30~50倍体积的0.25%浓度
胰蛋白酶;
·消化:
37℃水浴内消化30~60分
钟。
·过滤:
如果大部分细胞已经分散,
终止消化,以不锈钢筛过滤
(100μm)滤除未被消化的组织块。
·离心:
8000rpm/min离心5分钟,
弃上清液,沉淀为细胞。
·漂洗;Hanks液漂洗两次,每次
2~3分钟,加人营养液。
3.细胞计数
·细胞悬液制成后,需要计数
悬液中细胞的浓度,通常以
细胞个数/ml表示。
检查方
法如下:
·1)在干净的离心管中加人数滴
细胞悬液,再加人6.4%台盼蓝
(trypanblue)1滴,混匀后静
置2~3分钟;
·2)将计数板(如图)平放在显
微镜台上,在盖片边缘加人l~2
滴染色的细胞悬液,使之完全充
满计数板与盖片间的空间,勿留
气泡,勿使盖片漂浮;
·3)显微镜下记录计数板四角
四个大格中的细胞总数,原
则是:
染蓝的细胞不数(死
细胞),无色的细胞计数
(活细胞),一团细胞按一
个细胞计数。
·计数时要注意:
·如果细胞团数超过10%,说明
消化过程进行的不充分;
·如果细胞数少于20-50个说明
稀释的不当.
(二)传代培养
·当原代培养成功后,细胞分裂增
殖扩展连片,占满器皿表面。
·这时需要对其分离重新培养,这
一操作过程称之为传代。
·有80%~90%或刚刚全部汇合的
细胞,是传代的理想时期。
具体方法如下:
1)吸出培养瓶内旧培养液;
2)加人胰蛋白酶和EDTA混合液盖满瓶
底对细胞进行消化;
3)吸出消化液,加人Hanks液,洗去
残留的消化液。
4)加入培养液,用吸管轻轻吹打瓶壁,
使细胞脱落制成悬液,计数后记录
其浓度;
5)重新接种培养
Tissuecultureflasks
·T-flasks
·Petridishes
(三)微载体培养
(microcarrierculture)
·1967年,VanWezel开发了
微载体系统培养贴壁细胞。
微载体是直径为60-250μm
的微珠。
·最初使用的材料为二乙基氨
基乙基-交联葡聚糖A-50
·后经改进,用带不同基团的葡
聚糖(dextran)交联成几种
大分子,以利于细胞的贴壁及
生长。
·目前使用的dextranI、Ⅱ、
Ⅲ三种型号都属于交联葡聚糖
为基质的微载体,每种微载体
所带基团各不相同。
微载体培养细胞的具体步骤
1)选择合适的微载体类型
●先用少量三种微载体做细胞培
养试验,一定时间内计算细胞
贴壁数量,比较细胞用量、微
载体用量,以此选出适当的微
载体。
(2)浸泡水化及消毒
·在玻璃容器中加人适量的微载体,
加入磷酸缓冲液(PBS)浸泡3小
时以上,轻轻搅动。
·搅动速度50~70rpm/min为好。
·高压蒸汽灭菌,
(3)接种
·根据细胞类型决定接种浓度,
例如,人成纤维细胞的适宜接
种浓度为10cells/微载体;
非洲绿猴肾细胞(vero)为5
cells/微载体。
·接种要达到一定浓度,但过高
也不利。
培养中的搅拌转速:
·提供均相培养环境
·防止微载体集聚
·促进汽液交换
·30-120r/min
(4)培养观察
·显微镜直接观察微载体上细胞生长
·将微载体上的细胞消化下来计数并
计算其浓度:
·取1ml均匀的培养细胞样品,待微载
体沉淀后吸去上清液,加PBS液清洗。
·加胰蛋白酶37℃消化15min,吸
出消化液后加到培养液中,过滤
分离微载体,离心弃上清夜,保
留细胞沉淀;
·加美蓝染液2ml,血球计数器计
数,计算细胞浓度。
(5)消化
·传代培养或收获细胞均需使细胞脱
离微载体,通常采用酶消化法。
消化步骤:
·停止搅动,待微载体沉淀后,去净培养液,
用含0.25%EDTA的PBS(pH6.7),按50~
l00ml/g微载体量清洗微载体,弃EDTA-PBs。
·加人胰蛋白酶一EDTA,37℃搅动消化15min
·加人含10%血清的培养液,终止消化作用。
(6)分离细胞
·脱离微载体的细胞培养液放人容
器,
·离心沉淀微载体(400r/min,2
分钟)收集细胞。
·还可用过滤方法,采用直径
100μm孔径的尼龙网、不锈钢网
等可将细胞与微载体分离开。
(7)传代培养
·微载体上分离下来的细胞可进一步做微
载体传代培养。
·可在细胞脱离微载体后,转接细胞,加
人一些新的微载体以增大培养体积。
·另一种放大培养方法:
也可在微载体长
满细胞后直接加人微载体,更换培养基。
(四)微囊化培养
(microcapsuleculture)
·微囊是用一种人造的半透膜
制成的多孔微球体,小分子
物质可以自由透过,而各种
酶、辅酶、离子交换剂、活
性炭及蛋白等大分子物质包
裹在其中不能逸出;
·细胞生长在各自的
微小环境里受到一
定的保护。
·减少了搅拌对细胞
产生的剪切力
·由于环境的改善,
细胞得到很好的生
长,代谢产物浓度
增加,纯度提高。
·制备动物细胞微囊所用的材料,主
要是海藻酸(ALG)和多聚赖氨酸
(PLL).
·海藻酸和多聚赖氨酸分子量的大小
及其溶液的浓度;细胞与海藻酸钠
混合的时间;溶液的pH,温度等都
会影响微囊膜直径的大小.
微囊制作
1)分离好的细胞悬浮在1.0
%~1.2%的海藻酸钠液
中,细胞终浓度达到
1×107cells/ml;
2)细胞悬浮液经微囊发生
器制成微滴,将微滴加人
1.3%CaCl2溶液后成凝胶球,
10分钟后,去除上清收集
胶球;
3)加人0.05%的聚赖氨酸,
微球胶体颗粒表面包裹一
层膜.
·例1:
应用微囊化方法培养杂交瘤细胞
时,微囊膜孔径大小控制截留
8×104D以内的分子量,免疫球蛋白
IgG(杂交瘤细胞产生的单抗)的分
子量为1.5×105D。
·当细胞生长稳定,达到6×107cells
/ml培养液时,抗体的产量可高达
1.5mg/ml。
·例2:
将分离的胰岛细胞培养
1~3天后,按1.75×103
cells/ml浓度悬在1.5‰海
藻酸钠溶液中制成微囊,按
4×103个微囊/只老鼠,腹
腔植人培养一段时间后,老
鼠血糖下降,保持了一年。
二、影响动物细胞体外培养的环境
因素
1、培养温度
·哺乳类细胞的最适培温度37℃,鸡
细胞在39~42℃,昆虫类细胞25~
28℃,冷水鱼细胞23℃,温水鱼
26℃。
·细胞对低温的耐受力强于高温,
有人做过实验:
·放在45℃温度下,1小时死亡;
·放在41~42℃下,10~24小时细
胞退化或死亡;
·放在在25~35℃时,细胞缓慢生
长,
·放在4℃下几小时后再放人37℃下
培养,细胞仍能生长。
2、培养液的pH值
·大多数动物细胞都适合在
pH7.2~pH7.4范围内生长.
·原代培养细胞对pH值要求较严,
传代培养细胞对pH值要求较宽。
·细胞对偏酸环境的耐受性要强
于偏碱环境。
·通常是在培养液中加人一定量的
磷酸缓冲液(PBS),保持培养液
的pH值相对稳定。
·或用羟乙基呱嗪乙烷磺酸(HEPES)
氢离子缓冲液。
3、溶氧水平
·细胞生长离不开氧气的供应,培
养初期细胞数量少,可以控制较
低水平的溶氧量。
·随着细胞数量的增多,营养物质
的消耗,加大溶氧量。
·对大多数动物细胞来说,培养过
程中对氧的消耗速率范围是:
·4.5×10ˉ12~4.8×10ˉ12g/
(cell●h)。
4、培养液渗透压
·
培养液的渗透压是指用以阻止细胞
水分子通过半透膜进人培养液的压力,
其大小与其浓度成正比。
·原代培养的细胞一般对渗透压的波动
较敏感,而细胞株和细胞系则耐受性
较大。
·培养液需要一定的渗透压。