细胞培养在分子水平和细胞水平研究

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细胞生物学的研究方法

细胞生物学的研究方法

细胞生物学的研究方法
细胞生物学是研究细胞的结构、功能和生理过程的科学。

在细胞生物学的研究中,有许多常用的方法。

以下是其中一些常见的研究方法:
1. 细胞培养:将细胞从其天然环境中分离出来,并在实验室中以适当的培养基中培养细胞。

细胞培养使得研究人员能够对细胞进行控制和观察。

2. 显微镜观察:使用光学显微镜或电子显微镜观察细胞的形态、结构和运动。

光学显微镜可以用来观察活细胞,而电子显微镜则能够提供更高分辨率的细胞图像。

3. 免疫细胞化学:使用特异性抗体与细胞中的特定蛋白质结合,然后通过染色或荧光探针,观察并分析这些蛋白质在细胞中的分布和表达水平。

4. 分子生物学技术:包括PCR、DNA克隆、基因测序和蛋白质表达等技术,可以用于研究细胞中的基因和蛋白质。

5. 细胞色素分析:利用生物化学检测方法,测定细胞内特定生物分子的含量和代谢活性,以研究细胞功能和代谢过程。

6. 分离和纯化细胞器:通过细胞破碎和离心技术,将细胞内不同的细胞器分离和纯化出来,以研究它们的结构和功能。

7. 基因编辑技术:如CRISPR/Cas9,可以对细胞中的基因进行精确编辑和改变,以研究基因对细胞功能的影响。

8. 活体成像:利用荧光探针或标记的蛋白质,观察和记录活细胞的动态变化,如细胞分裂、运动和细胞内信号传导等。

以上只是细胞生物学研究中的一些常见方法,实际研究中可能还会使用其他特定的技术和方法,具体取决于研究的目的和需要。

细胞培养实验报告

细胞培养实验报告

细胞培养实验报告细胞培养是现代生物学研究中不可或缺的手段,其涉及到细胞的生长、分化、代谢以及各种分子和信号的相互作用等。

今天我将分享一份由我亲自进行的细胞培养实验报告,以介绍这一重要技术的原理、步骤和结果。

实验原理细胞培养指的是将体外的细胞,按照一定比例和条件,放置在培养基中进行生长和繁殖的一种方法,通常包含以下步骤:使用无菌操作要求的器材和条件进行细胞总和的计数、试管的制备、制备试验培养液、细胞处理、细胞复苏、细胞的种植等。

实验步骤在实验之前,需要先准备培养所需的器材和试剂,如细胞培养基、跳汞灯、无菌器皿、超净台、离心管、显微镜和培养皿等。

接下来,我们按照以下步骤进行细胞培养。

1. 细胞的收获和处理我们用脱离液将细胞从体内取出,再加入一个特定的培养基中。

我们需要用细胞水平计算细胞总量,并将其分为每个培养皿中的所需数量。

如我们所选的細胞因子等指标。

2. 细胞扩增和培养在试管中添加适当的培养基、生长因子、荷尔蒙和混合,将所有细胞加入并处理好,很快开始分裂形成足够的细胞密度。

3. 培养的观察和种植使用无菌操作的器材和技术检查细胞的状况和数量,然后将其通过无菌技术铺在特定的基质上,进行后续的观察和研究。

实验结果在本次细胞培养实验中,我们成功提取了人造血液中的白细胞,通过分裂和培养,检测到细胞数量的增加和改变,以及不同化学和物理刺激的作用。

我们也观察了细胞的状态、形态和细胞核的状态,以评估其是否处于正常状态。

此外,我们还测试了不同培养条件下的生长速度和丰度,比较了细胞的发育和生长。

结论和思考在本次实验中,我们成功进行了细胞培养,该技术不仅可用于证实细胞的正常生长和增殖,还可用于疾病的研究和治疗中。

在实验中,我们需要注意无菌操作、培养条件和细胞的状态,以保证实验的成功和准确性。

总之,本次细胞培养实验为我们提供了一个更深入地了解细胞生物学的机会。

不仅可以促进人类健康的治疗方法,还可以为制药、医疗和工业领域提供更好的方法和技术。

细胞工程名词解释

细胞工程名词解释

1.细胞工程学:细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学方法在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得新的应用性状的细胞系或生物体的有关理论和技术方法的科学.2.外植体:是指用于离体培养的活的植物组织,器官等材料.3.细胞同步化:是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期.4.生物反应器:是指由于高等生物细胞批量化培养的装置及其相应的控制系统.5.微繁:离体无性繁殖是在人工控制无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术,是一种微型操作过程,有时称之为微繁.6.早熟萌发:幼胚接种后,离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上萌发成幼苗,通常称之为早熟萌发.7.对称融合:两个完整的细胞质体融合.8.非对称融合:利用物理或法学方法使其亲本的核或细胞质失活后再进一步融合.9:体细胞杂交:指两个离体细胞通过一定的诱导技术使质膜接触而融合在一起随后导致两个细胞核融合在一起的技术,植物体细胞杂交是只除细胞壁后的原生质体融合.10.人工种子:具有良好发育的体细胞胚并能发育成正常完整植株;具有人工胚乳可提供种胚发育的营养;具有能起到保护作用的人工种皮。

类型:裸露的或休眠的繁殖体;人工种皮包被的繁殖体;水凝胶包被的繁殖体。

人工种皮的要求:具有一定的封闭性,保证人工胚乳的各种成分不易流失,同时又具有良好的透气性,保持繁殖体生理活性;具有一定的坚硬度,以加强人工种子的耐储运性和适于机械化操作;无毒无害,能保证繁殖体顺利穿透发芽;配制简单易行,成本低。

11.体细胞无性系:Larkin和Scoworoft(1989)提出把任何形式的细胞培养所形成的植株统称为细胞无性系.12.细胞全能性:一个细胞所具有的产生完整植株的能力,称之为植物细胞的全能性.13:脱分化:离体培养条件下,使一个已经分化的细胞恢复到原始无分化状态的过程就是细胞脱分化.14:器官发生:植物的离体器官发生是指在培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根,不定芽的过程.15:细胞悬浮培养:是指将单个游离的细胞或细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术.16.原生质体:指除去细胞壁后的细胞,是一个被质膜包裹的裸露细胞.17.干细胞:细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力,最终衰老死亡,机体在发展适应过程中为补充不足,保留了一部分未分化的原始细胞称之为干细胞.18.胚性细胞:分化程度不高,具备发育为胚胎或植株的全能性细胞.19.体细胞胚:离体条件下没有经过受精过程,但经过胚胎发育过程所形成的胚的类似物,统称为体细胞胚.,4-D:2,4-二氯苯氧乙酸,生长素的一种,启动愈伤组织形成. :玉米素,分裂素的一种,为天然物.:异戊烯腺嘌呤,诱导木本植物芽的萌动,诱导离体细胞增殖不定芽.:6-苄基氨基嘌呤:水解酪蛋白,成分:水解氨基酸,后期发生体胚诱导.:水解乳蛋白,(诱导愈伤):赤霉素,可促进细胞的伸展和茎叶的伸长,长日照植物提前开花,促进果实发育,诱导单性生殖,并且在禾谷类种子萌发中起作用.:烟酸或N ick酸,可促进新陈代谢和胚胎发育,高浓度具有抑制,常用量为L.:对根的生长具有促进作用.:聚乙二醇,用于诱导体细胞融合.:二甲基亚枫,冻剂.:荧光素双醋酸酯盐,活体染色,荧光素在原生质中呈G光.32非胚性细胞:高度分化或特化的细胞,已经失去分裂和再分化的能力,即使在培养的条件下也不能发育成植株。

细胞和分子免疫学实验技术

细胞和分子免疫学实验技术

细胞和分子免疫学实验技术细胞和分子免疫学是研究免疫系统的重要领域,它涉及到细胞和分子水平上的免疫反应和免疫调节机制。

在这个领域中,实验技术是非常重要的工具,通过这些技术可以深入了解免疫系统的功能和调控。

本文将介绍一些常用的细胞和分子免疫学实验技术。

1. 细胞培养技术细胞培养是研究细胞生物学和免疫学的基础。

通过细胞培养技术,可以获得大量特定类型的细胞,用于研究其生物学特性和免疫功能。

常用的细胞培养技术包括细胞传代、细胞培养基的配制和细胞培养条件的优化等。

2. 免疫细胞分离技术免疫细胞分离技术是将不同类型的免疫细胞从混合细胞群中分离出来,以便进行单个细胞的研究。

常用的免疫细胞分离技术包括磁珠分离法、流式细胞术和细胞排序术等。

3. 免疫组化技术免疫组化技术是通过使用特异性抗体标记目标蛋白质,以观察其在细胞或组织中的分布和表达水平。

该技术可以用于检测免疫细胞表面标记物、细胞内信号通路蛋白质和炎症标记物等。

常用的免疫组化技术包括免疫荧光染色和免疫组织化学染色等。

4. 免疫印迹技术免疫印迹技术是通过使用特异性抗体检测目标蛋白质在细胞或组织中的表达水平。

该技术可以用于检测特定蛋白质的表达变化,从而研究其在免疫反应中的功能。

常用的免疫印迹技术包括Western blot和ELISA等。

5. 免疫荧光技术免疫荧光技术是利用特异性抗体与目标蛋白质结合,并使用荧光标记的二抗进行检测。

该技术可以用于检测细胞表面标记物、蛋白质相互作用和免疫细胞的分布等。

常用的免疫荧光技术包括免疫荧光染色和流式细胞术等。

6. 免疫PCR技术免疫PCR技术是将PCR技术与免疫学相结合,用于检测特定基因的表达水平。

该技术可以用于研究免疫相关基因的表达变化和免疫调节机制。

常用的免疫PCR技术包括RT-PCR、实时荧光定量PCR等。

7. 细胞因子检测技术细胞因子是免疫反应和炎症过程中的重要调节因子。

通过检测细胞因子的表达水平,可以了解免疫反应的活性和炎症程度。

细胞遗传学及分子生物学检查_概述及解释说明

细胞遗传学及分子生物学检查_概述及解释说明

细胞遗传学及分子生物学检查概述及解释说明1. 引言1.1 概述细胞遗传学和分子生物学检查是生物医学领域中两个重要的研究方向。

细胞遗传学研究的是细胞在遗传层面的结构、功能和变异等方面,而分子生物学检查则聚焦于分子水平的检测与分析。

这两个领域相辅相成,共同推动了现代医学的发展。

1.2 文章结构本文将首先对细胞遗传学进行概述,包括定义、重要性以及常用的研究方法。

接着,对分子生物学检查进行介绍,包括它的定义、应用领域以及常用技术和方法。

随后,我们将探讨细胞遗传学与分子生物学检查之间的关系,并通过一些实际案例展示它们在疾病诊断中的应用价值。

最后,在总结文章内容并强调它们的重要性和未来发展前景时,我们还将探讨可能面临的挑战。

1.3 目的本文旨在为读者提供一个全面而清晰的概述,使他们对细胞遗传学和分子生物学检查有更深入的理解。

我们将强调这两个领域在现代医学中的重要性,并展望其未来发展方向。

同时,希望通过具体案例的描述,让读者认识到细胞遗传学和分子生物学检查在疾病诊断和治疗中的巨大潜力。

通过阅读本文,读者将能够更好地了解细胞遗传学和分子生物学检查在现代医学领域中的应用及其价值。

2. 细胞遗传学概述:2.1 细胞遗传学定义:细胞遗传学是研究细胞内基因的遗传性质和变异以及这些遗传变异如何影响生物体特征和功能的科学领域。

它涉及到细胞的染色体结构、基因组组织与表达、遗传变异的发生机制等方面的研究。

2.2 细胞遗传学的重要性:细胞遗传学对于了解生物体的形态、功能和疾病机制具有重要意义。

通过对细胞内基因组和遗传变异的研究,我们能够揭示生物个体间的遗传关系,推断某些特征或疾病发生发展的机制,并为相关治疗提供依据。

2.3 细胞遗传学的研究方法:细胞遗传学采用多种实验方法来揭示细胞内基因与表型之间的关联。

常见的实验方法包括:染色体分析、DNA测序技术、PCR技术、原位杂交等。

染色体分析主要观察染色体结构和数量异常,帮助判断染色体异常与疾病之间的关系。

细胞生物学部分名词解释

细胞生物学部分名词解释

第一章细胞学:是研究细胞的结构、形态、生理功能及生活史的科学。

(未作要求)细胞生物学:是指从细胞整体水平、亚细胞结构水平、分子水平三个层次研究细胞的结构、功能及生命活动本质与规律的科学。

(未作要求)第二章细胞培养:把机体内的组织取出后经过分散(机械方法或酶消化)为单个细胞,在人工培养的条件下,使其生存、生长、繁殖、传代,观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过程。

细胞系:在体外培养的条件下,有的细胞发生了遗传突变,而且带有癌细胞特点,失去接触抑制,有可能无限制地传下去的传代细胞。

原代细胞培养:直接从有机体取出组织,通过组织块长出单层细胞,或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞,在体外进行培养,在首次传代前的培养称为原代培养。

传代细胞培养:将原代培养的细胞从培养瓶中取出,进行大数量的培养。

细胞融合:两个或多个细胞融合成一个双核细胞或多核细胞的现象。

一般通过灭活的病毒或化学物质介导,也可通过电刺激融合。

第四章细胞膜:是包围在细胞质外周的一层界膜,又称质膜。

单位膜:细胞质膜和细胞内膜统称为生物膜。

它们有着共同的形态特征,在透射电镜下呈现为“两暗夹一明”的三层结构,即内外两个电子致密的“暗”层中间夹着电子密度低的“亮”层,其厚度为7nm,这三层结构又称单位膜。

脂质体(liposome):是根据磷脂分子可在水相中自我装配成稳定的脂双层膜的球形结构的趋势而制备的人工球形脂质小囊。

膜运输蛋白:细胞膜上具有转运功能的跨膜蛋白,能选择性地使非自由扩散的小分子物质透过质膜。

运输蛋白根据作用方式分成三类:载体蛋白、通道蛋白、离子泵。

Na+-K+-ATP酶:Na+-K+-A TP酶是一种离子泵,又称Na+-K+泵,是细胞膜上进行主动运输的一种载体蛋白。

吞噬:指细胞在摄入直径大于1微米的颗粒物质时,细胞部分变形,使质膜凹陷或形成伪足将颗粒包裹后摄入细胞的过程。

吞饮:是指细胞在摄入溶质或液体时,胞质下陷形成一小窝,然后小窝离开质膜形成小泡,把局部的细胞外液及其溶质大分子摄入细胞内的过程。

生物学中的细胞生物学与分子生物学研究

生物学中的细胞生物学与分子生物学研究

生物学中的细胞生物学与分子生物学研究细胞生物学与分子生物学是生物学领域中两个重要的研究方向。

它们从不同的角度探索着细胞的结构、功能和生理过程,推动着生物科学的发展。

细胞生物学是研究细胞结构、功能、生理过程以及生命现象的学科。

细胞是构成生物体的基本单位,细胞内有许多器官和结构,它们协同工作,维持着细胞的正常功能。

细胞生物学研究的重点主要包括细胞的组成、分裂、增殖、运动、分化以及细胞膜的结构与功能等。

细胞生物学的研究方法多种多样。

常用的方法包括光学显微镜观察、电子显微镜观察、细胞培养、流式细胞仪、蛋白质分析和细胞生物学实验等。

其中,先进的显微镜技术为细胞内分子和结构的观察提供了有力工具,使得细胞生物学研究逐渐深入到细胞的微观领域。

分子生物学是研究生物体分子结构与功能的学科。

它主要研究生物体内分子的组成、结构、功能以及生物体与环境之间的相互作用等各个层面。

分子生物学从分子水平上解析了生命的奥秘,揭示了生物体内基因的传递、表达和调控机制。

DNA是分子生物学的重要研究对象之一。

DNA携带了生物个体的遗传信息,是细胞内基因的存储库。

通过DNA的复制、转录和翻译过程,基因信息得以传递,并转化为蛋白质的形式。

因此,分子生物学研究基因的结构、功能及其调控是十分重要的。

分子生物学利用一系列的实验技术来解析生物体内分子的结构和功能。

其中,PCR技术、DNA测序技术、基因克隆技术、电泳技术等在分子生物学研究中起到了关键作用。

这些技术的应用使得科学家们可以更加深入地研究生物体内分子的特性与作用。

细胞生物学与分子生物学研究互为补充。

细胞生物学研究的是细胞作为生物体内基本单位的结构与功能,而分子生物学则研究组成细胞的分子的结构和功能。

两者的交叉研究促进了彼此的发展,推动了生物学科的不断进步。

通过细胞生物学与分子生物学的研究,科学家们在许多领域取得了丰硕的成果。

例如,在医学领域,细胞生物学和分子生物学的研究成果为疾病的诊断和治疗提供了重要的依据。

药效学研究的内容

药效学研究的内容

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------药效学研究的内容新药的药效学研究主要指对其药理作用的观测和作用机理的探讨。

内容包括:(一)观测生理机能的改变。

如新药对中枢神经系统产生兴奋还是抑制;对心肌收缩力或胃肠道运动是加强还是减弱;对血管或支气管是扩张还是收缩等。

(二)测定生化指标的变化,如血糖、电解质;生理活性物质,如血管紧张素、前列腺素、环磷苷浓度的改变等(三)观测组织形态学变化,如血细胞大小、甲状腺大小、肾上腺皮质萎缩等。

三、基础药效学研究方法药效学研究方法很多,概括讲可分综合和分析法。

所谓综合法是指在整体动物身上进行,是在若干其它因素综合参与下考察药物作用,根据实验动物情况不同,可分为正常动物法和实验治疗法。

所谓分析方法是采用离体脏器,例如离体肠管、离体心脏、血管、子宫及离体神经肌肉制备等,单一地考察药物对某一部分的作用。

深入研究还包括细胞水平、分子水平的分析研究。

(一)整体动物实验一般应用小鼠、大鼠、兔、猫、猴、1 / 13狗,根据不同情况可用正常动物、麻醉动物、病理模型动物。

1.观察药物对动物行为影响,是研究中枢神经系统药物作用的基本方法之一。

最常用正常动物。

如将动物的行为分级,对用药组和对照组动物进行细心观察,并按分级法打分,求出平均数,进行显著性测验,从而可判定新药是中枢抑制作用还是中枢兴奋作用。

用转棒法观察动物的协调运动,是测定新药对中枢神经系统抑制作用和对骨骼肌松弛张作用的最简单而经典的方法。

观察药物对记忆力和影响,以及测定药物的依赖性实验都是用正常动物。

2.观测药物对疾病的疗效,则常用病理模型动物。

( 1)研究抗精神病药:常用去水吗啡造成大白鼠舔、嗅、咬等定向行为,从而观测新药的安定作用。

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新疆农业大学专业文献综述题目: 细胞和分子水平上动物细胞培养的研究进展姓名: 郑峰学院: 食品科学与药学学院专业: 食品科学班级: 13级研究生学号: 1340020279 成绩:指导教师: 武运教授2014年2 月20 日细胞和分子水平上动物细胞培养的研究进展摘要:利用动物细胞大规模培养技术可生产多种生物制品,为提高细胞活力和细胞生长密度,采用有多种添加成分的无血清培养基培养细胞,选择既有利于细胞生长又可提高培养细胞密度的微载体和条件温和、易操作、气体交换速度快的生物反应器,在线监控细胞生存环境和生理活动,减少培养过程中培养基的抑制因素,从而给细胞提供更好的生存环境;另外通过向细胞中导入抗凋亡基因,可减缓细胞凋亡的发生,提高细胞活性和蛋白产量,本文从分子水平和细胞水平两方面进行综述。

关键词:动物细胞;培养环境;DNA;微载体Research advance in large-scale culture of animal cells at the level of Molecule and Single CellAbstract:Many biological products were manufactured by means of large -scale culture of animal cells. To increase cell-specific productivity and cell density, serum-free media supplemented with several nutriments were used for cell culture, and micro carriers were chosen in favor of cell growth and high cell density. Bioreactors with simple manipulation, good qualification and aeration were adopted. More suitable conditions for cell growth could be given through on-line supervising the environment for cell growth and restraint factors in cell culturing. Furthermore, the anti -apoptosis genes using recombinant DNA technology can increase cell viability and productivity. Porous micro carriers was emphasized in large -scale culture of animal cells.Key words:animal cell; culture environment; DNA; micro carrier组织培养技术是19世纪末由胚胎学技术衍生而来。

近一个世纪以来,从能维持组织存活到生长出新细胞,从少数组织到各种组织细胞的培养,从精细的实验室培养技术到大规模的生产工艺,组织培养技术已成为生物制品生产以及基因工程等领域必不可少的工具之一。

目前,动物细胞大规模培养技术水平的提高主要集中在培养规模的进一步扩大、细胞培养环境的优化、生物反应器的改良、改变细胞特性、提高产品的产出率与保证其质量上。

在动物细胞大规模培养的过程中,最根本的是使细胞的培养条件达到最优化,尽可能消除或减轻环境对细胞的影响,维持细胞高存活力和高效表达。

若以生产蛋白为目的的体外细胞培养,同时还要充分考虑细胞表达产物的后续纯化。

1 基本概念[1 -2]细胞培养是指从体内组织取出细胞模拟体内生存环境,在无菌、适当温度及酸碱度和一定营养条件下,使其生长繁殖并维持结构和功能的一种培养技术。

从体内取出细胞首次培养即为原代培养(Primary Culture),这是细胞培养的最初和必经阶段。

当原代培养细胞生长到一定时期,受到群体环境限制,就需要转移到另一容器才能继续生长,称为传代或继代培养(Subculture)。

根据原代培养物性状的一致性与否,传代成功后称为细胞系(Cell line)或细胞株(Cell Strain)。

这些细胞一般可顺利传40~50代次,并保持染色体二倍体数量和接触抑制,传至50代左右时则出现生长停滞,大部分衰老死亡,此类为有限细胞系/株;在细胞传代的过程中,有些因发生遗传突变获得了持久性增殖能力的细胞称为无限细胞系/株。

2 体外培养动物细胞的生物学特性动物细胞无细胞壁,机械强度低,对剪切力敏感,适应环境能力差;倍增时间长,生长缓慢,易受微生物污染;对生长环境和培养环境要求苛刻[3]。

2.1 细胞生命周期性变化[1]体外培养的细胞从适应环境、旺盛生长到由于自身和环境限制缓慢或停滞生长经历一个周期变化。

2.1.1 潜伏期(Latent phase)细胞从接种到适应新环境生长繁殖的一段时间,此间细胞胞质回缩,代谢缓慢。

2.1.2 指数生长期(Logarithmic growth phase)指数生长期是细胞活力最好的时期,细胞增殖旺盛。

在接种细胞数量适宜的情况下,指数生长期持续3~5 d后,随细胞数量不断增多,生长空间日趋减少,营养环境恶化,呈现接触抑制(Contact inhibition)。

恶性细胞则由于营养成分的消耗和细胞代谢产物的影响而发生密度抑制(Density inhibition)。

2.1.3 稳定期(Stagnate phase)细胞数量达到饱和密度后,细胞与营养液的交换面积减少,代谢产物积累,pH值下降,细胞停止增殖,进入停滞期。

营养环境继续恶化后,细胞受损直至死亡。

2.1.4 体内外细胞的差异细胞在体外培养后,失去了神经体液调节和细胞间相互影响,生活在缺乏动态平衡的环境中,失去原有组织结构和细胞形态,分化特性减弱或不明显,直至发展成恶性细胞[1 -2]。

3 细胞培养环境及培养基的选择3.1 培养基的选择培养基是细胞赖以体外生长、增殖、分化的重要因素。

一般情况下,动物细胞的生长均有赖于血清的存在。

但使用血清主要存在潜在的污染源、不同批次间蛋白含量差异大及价格高等弊端[4],给生物制品的生产造成了不便,这就引发了人们对无血清培养基的研究。

结果发现,只要在培养基中添加某些适于细胞生长的成分,如纤连蛋白、转铁蛋白、胰岛素和表皮生长因子等,多种细胞即可在无血清供应的情况下生长[5],尤其是中华仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞、杂交瘤细胞及重组骨髓瘤细胞等,其中胰岛素是无血清培养基中促进动物细胞生长最重要的多肽,CHO细胞能在仅含重组人胰岛素的一种蛋白成分的无血清培养基中连续传代[6]。

在人类细胞培养中,某些细胞在无血清的条件下,其生长和抗体的产量甚至比有血清的培养基高出数倍。

另外,应用无血清培养基还能有选择性地控制及避免成纤维细胞的过度生长。

应用无血清培养基培养动物细胞的成功,还将为某些痘苗的生产降低成本[7]。

目前,大规模动物细胞培养中已经普遍使用无血清培养基,从而避免了血清培养基污染的可能性,并减少了纯化的难度。

但无血清培养基缺乏广泛的适应性,不同的细胞甚至不同的细胞株和细胞系有各自独立的无血清培养基配方。

无血清培养基虽然在各个方面都显示出其强大的优势和发展前景,但采用无血清培养而诱发的细胞凋亡也成为动物细胞无血清培养技术中亟待解决的问题。

在培养基中加入某些化合物,如金精三羧酸(Aurint ricarboxylic acid,ATA)、锌离子、抗氧化剂和细胞因子等,在一定程度上可阻止因采用无血清培养基而导致的细胞凋亡[9]。

但是,由于培养基中所添加的蛋白成分主要还是来源于动物或人,仍然存在病毒污染的危险,只有完全采用非动物来源的材料,才是相对安全的,而植物提取物将是理想的选择。

可以这样预测,未来开发的新一代无血清培养基,将是一种既无血清、无蛋白,又可以高温消毒,且适合于多种不同细胞生长的全能型培养基[10]。

3.2 细胞培养环境和生长条件3.2.1 无菌无毒环境无菌无毒的操作环境和培养环境是保证细胞在体外培养成功的首要条件。

在体外培养的细胞,由于缺乏对微生物和有毒物的防御能力,一旦被微生物或有毒物质污染,或者自身代谢物质积累,就可能会导致细胞中毒死亡。

因此,在体外培养细胞时,应及时清除细胞代谢产物,以保持细胞生存环境无菌无毒。

3.2.2 恒温要维持培养的细胞旺盛生长,必须有恒定适宜的温度。

偏离适当的温度范围,细胞会受到损伤,影响正常代谢甚至死亡。

3.2.3 气体环境气体是哺乳动物细胞培养所必需的条件之一,所需气体主要有氧气和二氧化碳。

氧气参与三羧酸循环供给细胞能量和生长组分;二氧化碳既是细胞代谢产物,也是细胞增殖所需成分,并对调节培养基pH值有重要作用。

3.2.4 缓冲环境该环境的作用是维持细胞渗透压,提供缓冲系统,使培养液的酸碱度维持在培养细胞生理范围内,提供细胞正常代谢所需的水分和无机离子等。

4 微载体的选择大多数被培养的动物细胞都是贴壁依赖性细胞,而传统的贴壁依赖性细胞的培养是通过静止或转瓶培养等方式获得,其操作繁复,且耗费空间及人力。

1967年,Van Wesel[11]首先提出了“微载体”培养系统,为贴壁依赖性细胞的高产培养出了一个新的概念。

经过几十年的研究,现在微载体培养已广泛应用于动物细胞的培养,并取得了许多成果。

如微载体的大小和电荷量达到了最优化,以提高细胞的生长能力;微载体表面特性的改善,以利于细胞的快速贴壁等。

细胞成功地在微载体上扩展的能力随细胞系和培养基的不同而变化,因此为特定细胞选择合适的微载体比选择微载体本身更重要。

近年来开始使用的多孔微载体[32]可提供大的表面积B体积和最大的细胞密度[12],然而以该载体培养的有些细胞系却贴在微载体内,其“移动性”相对较差。

因此需要研制一种更好的培养方式,以提高微孔的开放性或者改善其表面特性,从而在提高细胞贴壁率的同时增加细胞的移动性。

5 维持细胞生长所需的最佳条件影响细胞培养的主要因素有CO2、DO、温度、pH值、葡萄糖、氨、乳酸、甲基乙二醛、培养基成分等。

一般来说,最适CO2水平为4%~10%,DO维持在20%~50%,温度一般为37℃,pH值在7。

0~7。

4之间。

葡萄糖是细胞培养过程中的主要能量来源,必须维持在一定水平。

氨、乳酸、甲基乙二醛等是动物细胞培养的主要限制因素。

氨离子抑制谷氨酰胺(Glutamine,G1n)的代谢途径,应限制Gln用量,并尽可能去除培养基中的氨;高浓度乳酸可抑制细胞生长,应降低培养基中的葡萄糖浓度以减少乳酸产生,在动物细胞大规模培养中常常需添加果糖,以减少葡萄糖的使用量;甲基乙二醛能改变氨基酸、蛋白质和核酸的氨基和巯基,实际应用中降低甲基乙二醛的浓度主要也是通过降低葡萄糖用量来实现的[13]。

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