细胞培养基本方法：从体内到体外

一、从体内生存环境到体外生长条件
体外（in vitro）培养技术就其实质而言， 就是模拟体内（in vivo）的生理环境，在无 菌、适当的温度、湿度和一定营养条件下， 使活体的结构成分在体外环境中生存和生长， 并维持其结构和功能。
一、从体内生存环境到体外生长条件
（一）体内细胞生存的营养条件 （二）体内细胞生存的其它条件 （三）体外生长大环境 （四）培养用液 （五）细胞在体外生长的其它条件 （六）清洗和消毒
体外培养（in vitro culture）的概念
将活体结构成分取出，放在类似于体内 生存环境的体外环境中，让其生长和发育的 方法。
细胞培养（cell culture）
组织培养（tissue culture）
器官培养（organ culture）
体外培养技术的应用
• 在组织学与胚胎学领域的应用 • 在细胞生物学领域的应用 • 在肿瘤学方面的应用 • 在微生物学领域的应用 • 在免疫学方面的应用 • 在药理学领域的应用
骼肌细胞、红细胞可通过糖酵解而获得能量，但大多数细 胞缺氧不能生存。
酸碱度 酸度和碱度的度量采用pH表示， pH即氢离子浓度
的负对数值。 各种组织细胞的正常功能及一切生物化学反应，都是在适
当的和稳定的氢离子浓度下进行的。大多数有机体的细胞所耐 受的pH范围为6.0~8.0。人类血液的pH值一般维持在7.36~7.44。
（二）体内细胞生存的其它条件
１、温度（temperature） ２、氧和酸碱度
（oxygen and power of hydrogen） ３、体液渗透压
（osmotic pressure of humor） ４、细胞之间humor）
实验室设计应根据研究任务、目的和规模（小组、研 究室或更大），以及经费等条件而定。可有两种考虑，从空 间要求，最小不应小于50m2。如接近50m2上下，以一大一小 为好。
体液渗透压主要来自体液中不能自由透过细胞膜的颗粒。
血浆晶体渗透压： 由Na+、K+、 Cl－、 HCO 3 － 等构成； 血浆胶体渗透压：由血浆蛋白质等构成；
正常血浆渗透压范围为：280~310 mOsm/kg 主要由晶体渗透压组成。
等渗溶液(isosmotic solution)：在正常血浆渗透压范围内的溶液； 高渗溶液(hyperosmotic solution)：高于310 mOsm/kg的溶液； 低渗溶液(hyposmotic solution;)：低于280 mOsm/kg的溶液。
低温(hypothermy)
大多数细胞在接近冰点的温度下仍能存活，当温 度达到冰点时细胞活动就要相对停止。
温度下降到冰点以下时，细胞外的水要发生 结冰，因而使细胞周围的溶液浓缩。结果，水分 从细胞扩散到周围的溶液中，使细胞中的溶质浓 度升高。
细胞中的溶质浓度升高对细胞是有害的。
低温(hypothermy)
直接接触型：特点是通过胞膜表面分子的结合直接联系； 直接联系型：通过相邻的缝隙连接，直接完成信息传递；
间接联系型：是细胞间通讯的最主要的途径。通过激素、
神经递质、局部化学介导因子等化学信号 的传播。
细胞增生的接触性抑制
细胞增生接触性抑制是指当细胞数量增多时， 细胞相互接触而导致细胞运动停止。或者细胞增殖 到一定密度后，细胞增殖停止。
（二）体内细胞生存的其它条件
１、温度（temperature） ２、氧和酸碱度
（oxygen and power of hydrogen） ３、体液渗透压
（osmotic pressure of humor） ４、细胞之间的相互联系
４、细胞之间的相互联系
细胞间相互联系的基础是胞间通讯。 胞间通讯有三种类型：
慢速冷冻：当细胞慢慢冷冻至-40℃时，细胞外 的冰晶会通过细胞的孔隙进入细胞内 引起冰晶。
快速冷冻：使细胞内外都形成小的冰晶，不仅使 细胞内的溶质浓度增高到有害的程度， 而且细胞器也会遭到细胞内冰晶的破坏。
所以：
在冷冻状态下，要减少细胞的损伤， 应逐渐降温，而不宜迅速降温。
（二）体内细胞生存的其它条件
体外培养的优点
• 简化细胞的生长环境 • 方便施加实验因素 • 容易观测实验结果 • 便于获得均一细胞群 • 能够进行大规模生物制品的生产
体外培养的基本原理与技术
一、从体内生存环境到体外生长条件 二、体外培养的基本方法和过程 三、体外培养物的生长生物学 四、细胞分离与纯化 五、细胞系（株）、细胞克隆 六、培养物的观察检测方法
（一）体内细胞生存的营养条件
１、水（water） ２、无机盐（inorganic salt） ３、葡萄糖（glucose） ４、维生素（vitamin） ５、氨基酸（amino acid）
（二）体内细胞生存的其它条件
１、温度（temperature） ２、氧和酸碱度
（oxygen and power of hydrogen） ３、体液渗透压
１、温度（temperature） ２、氧和酸碱度
（oxygen and power of hydrogen） ３、体液渗透压
（osmotic pressure of humor） ４、细胞之间的相互联系
２、氧和酸碱度（oxygen and power of hydrogen）
氧 是细胞生存必不可少的条件之一。尽管一些细胞如骨
（osmotic pressure of humor） ４、细胞之间的相互联系
温度对细胞生存的影响
高热(hyperthermy)对细胞生存的影响：
导致酶的变性而失活
破坏细胞膜的类脂质
高热
细胞核分裂异常
破坏纺锤体
细胞浆外层的钙释放
代谢停止 细胞膜渗透性变化 多极分裂出现 停止在中期 凝固酶使细胞凝固
这些现象就是细胞之间相互沟通信息的表现。
（三）体外生长大环境
１、体外培养实验室 ２、体外培养实验室的设备和器具
１、体外培养实验室
由于组织培养是无菌操作，要求工作环境和条件必须 保证无微生物污染和不受其他有害因素的影响。
组织培养室的设计原则是防止微生物的污染和有害因 素的影响，要求工作环境清洁、空气清新，位置远离产生发 生烟尘、污物的工厂区；环境应是较干燥、无烟尘和空气清 新区。