第四章 组织细胞培养技术
《组织细胞培养技术》课件
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药物筛选与毒性测试
药物筛选
组织细胞培养技术可以用于药物筛选过程，通过体外培养各 种组织细胞，模拟体内环境，测试药物对细胞的作用，从而 筛选出具有疗效和安全性的药物。
毒性测试
利用组织细胞培养技术可以评估药物或其他化学物质对细胞 的毒性，预测其在体内的潜在毒性作用，为新药研发和化学 品安全性评价提供依据。
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目录
• 组织细胞培养技术概述 • 组织细胞培养的基本原理 • 组织细胞培养的实验操作 • 组织细胞培养技术的应用实例 • 组织细胞培养技术的挑战与前景 • 参考文献
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组织细胞培养技术概述
定义与特点
组织细胞培养技术定义
组织细胞培养技术是一种在体外模拟体内环境，对组织细胞进行无菌培养的技 术。
细胞传代
将培养的细胞进行扩增和繁殖的过程 。传代过程中需要定期更换培养液， 并使用胰蛋白酶等酶类物质进行消化 ，使细胞分散成单个细胞。
细胞鉴定与筛选
细胞鉴定
通过形态学观察、免疫学检测、 分子生物学等方法确定细胞的类 型和来源。
细胞筛选
在培养过程中，通过特定的筛选 方法，如抗体标记、荧光染色等 ，去除不需要的细胞或选择具有 特定性质的细胞。
1977年，组织细胞培养技术 开始应用于临床试验。
组织细胞培养技术的应用领域
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医学研究
用于研究疾病的发生、发 展和治疗机制，以及药物 筛选和毒性测试等。
再生医学
用于组织工程和再生医学 领域，如人工皮肤、软骨 、骨头等组织的构建。
组织和细胞培养技术
组织和细胞培养技术引言：组织和细胞培养技术是生物科学领域中的一项重要技术，它可以在体外条件下培养和繁殖各种组织和细胞。
这项技术的出现，不仅为生物学研究提供了便利，也在医学、农业等领域起到了重要作用。
本文将从组织培养和细胞培养两个方面介绍这项技术的原理、应用以及未来发展方向。
一、组织培养技术组织培养技术是指将植物或动物的组织切割并在适当的培养基上进行培养，使其继续生长和繁殖的过程。
其基本原理是通过提供适宜的培养基和条件，提供细胞分裂所需的养分和环境，使组织细胞在体外不断生长和分化。
在组织培养技术中，培养基的配方是关键。
培养基通常由无机盐、有机物、植物激素和维生素等组成。
无机盐提供细胞所需的微量元素和离子，有机物为细胞提供能量和碳源，植物激素调节细胞的生长和分化，维生素则是细胞代谢所必需的。
通过调整这些成分的比例和浓度，可以促进组织细胞的生长和分化。
组织培养技术在植物学研究中有着广泛的应用。
例如，通过组织培养技术，可以实现无性繁殖，即通过分离植物体的一部分组织并在培养基上进行培养，最终得到与母体完全相同的新植株。
此外，还可以通过组织培养技术研究植物的生长发育过程、细胞分化和基因表达等。
二、细胞培养技术细胞培养技术是指将动植物的细胞分离并在培养基中进行培养，使其在体外条件下继续生长和分裂的过程。
与组织培养技术相比，细胞培养技术更为广泛，可以培养各种类型的细胞，包括动物细胞、植物细胞和微生物细胞等。
细胞培养技术的基本原理是提供适宜的培养基和条件，使细胞在体外环境下获得生长和分裂所需的养分和环境。
培养基的配方与组织培养技术类似，但通常会根据不同类型的细胞进行调整。
细胞培养技术还需要控制培养条件，如温度、湿度和气体含量等，以提供最适宜的生长环境。
细胞培养技术在医学研究和生物工程领域有着广泛的应用。
在医学中，细胞培养技术可以用于研究疾病的发生机制、筛选药物和治疗方法等。
例如，可以通过培养人体癌细胞株来研究肿瘤的生长和转移机制，从而寻找治疗癌症的新方法。
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2．Hanks使用液配制法 取上述甲、乙液等量用三蒸水稀释 10 倍，即成使用液。用前高压灭菌。 例如配制100 ml Hank使用液，则取三 蒸水 900ml 加入甲液 50ml 、乙液 50ml 混 匀，用高压灭菌15min。临用时，用 7.5％NaHCO3调至所需pH。
附 ： 为配 制 上述 Hanks 液 ， 应先 配 好 0.4 ％酚红溶液待用。配制方法如下： 称取0.4g酚红，置玻璃研钵中细研，逐 渐加入 0.1mol/L NaOH 边滴边研至酚红 完全溶解，记好加 NaOH 的量，共加至 11.28ml 为止，将研好的酚红液用吸管 移入烧瓶中加三蒸水 88.72ml ，高压灭 菌15min。
组织细胞培养技术
授课教师 左 丽
贵阳医学院免疫学教研室 2008年4月10日
第三章
培养用液
培养用液是维护组织细胞生存、生 长及进行细胞培养各项操作过程中所 需的基本溶液。主要包括平衡盐溶液、 常用试剂及培养基三大类，培养基又 分为天然培养基与合成培养基.
平 衡 盐 溶 液 （ balanced salt solution， BSS）具有维持渗透压，调 控酸、碱平衡的作用，并可供细胞生存 所需的能量和无机离子成分，另外尚可 用作洗涤组织、细胞以及配制各种培养 用液的基础溶液。常用试剂是制备细胞、 培养细胞及检查细胞所必需的，为细胞 培养提供了方便、有利的条件。
BSS内还含有少量的酚红，作为pH 变化的指示剂，溶液变酸性时呈黄 色，变碱性时呈紫红色，中性时呈 桃红色。
目前最常用的BSS是Hanks液、Eagle液和 PBS等。在细胞培养中，BSS用途如下： （1）作为配制培养基的基础溶液： （2）配制各种试液：如配“胰酶”消化液。 （3）用于洗涤组织和细胞。
细胞组织培养技术
细胞组织培养技术细胞组织培养技术是指利用体外培养方法，通过营养液、胶体培养基或固体培养基等，使细胞和组织在人工条件下继续存活、繁殖和发育的技术。
这一技术可以促进细胞和组织的生长、分化和分裂，为细胞学、生物学、生物化学及医学等领域的研究提供了可靠的实验材料。
一、细胞组织培养技术的原理细胞组织培养技术的技术原理是将细胞和组织收集出来，在实验室条件下，通过调整培养液的成分和pH值，再加入所需要的生长因子和荷尔蒙等刺激，来促进细胞生长、分化和分裂的过程。
细胞组织培养技术的实验操作过程非常重要，需要严格控制细胞的环境条件和生长因子的添加量，以确保细胞在培养过程中得到最佳的生长和繁殖的环境。
细胞组织培养技术的主要原理包括：1、原位组织培养：主要指直接用细胞培养的方法，解剖取出组织后立即进行细胞培养。
这种方法不需要组织分解的过程，可以直接获得组织原有的形态和生理功能，从而对生物学和医学研究提供良好的实验材料。
2、前处理组织培养：主要是在组织培养前，先对组织进行处理，以增加细胞的次级培养性。
这种方法可以通过对组织进行过渡性细胞重编程和激发达成目的，通常用于经过冷冻或提取后的组织培养过程中。
3、细胞单元培养：主要是通过将细胞分离成单元，然后按照需要的比例进行培养。
这种方法可以用于细胞的标本化处理和细胞单元组合的构建实验。
4、组织切片培养：主要是将组织切成小片后进行培养，可以见到切片上不同类型的细胞和细胞间的互动关系，从而对互动的生理和生化机制进行研究。
5、体外培养：主要是将选定的器官或细胞培养在培养基中，可以整个器官进行培养或只培养除器官的特定区域。
这种方法可以通过体外培养方法，获得特异性的细胞发育和生长特征，为医学研究提供可靠的依据。
6、半体外培养：是将生物体内的组织、细胞或其部分在体内带血供状态下结合体外培养技术，在一定范围内自动控制生物体的内环境和外环境，进行长期的实验操作，以便于控制和研究细胞生长和分化的机制。
植物细胞工程课件第四章细胞规模化培养技术
培养基中。
表１
类 型
动物细胞培养的产物
产 物
人疫苗 动物疫苗 酶
浓度细胞培养时，MRP型反应器将显示更大的优越 性。
（2）搅拌方式也会对剪切剪切作用产生影响
• Hvoslef－Eide等利用螺旋形搅拌式生物反应器对 挪 威 云 杉 ( Picea abies) 和 桦 树 ( Betula pendula) 的体胚进行大量繁殖，发现在较低的搅 拌速度下变换搅拌的方向可以降低剪切力，搅拌 器的搅拌方向每10s变换1次时，30rpm的搅拌速度 就可以有较好的混合性能。
Products Synthesized Using Cell Culture
Industry Product Plant species Use
Pharmaceuticals
Ajmalicine
Berberine
Catharanthu s roseus
Coptis japonica
Circulatory problems
Agriculture Pyrethrin
Cosmetics Jasmine
Insecticide
Perfume
（引自Ramawat和Merillon，1999 ）
规模化细胞培养是生产植物次生产物
的理想途径。
• 保护生态环境
•
•
提高生产效率
发展新型生物技术产业
来自于植物体和细胞培养的紫草宁含量比较
植物细胞工程课件第四章细胞规模化培养技术
培养条件的控制与调节
温度
大多数细胞的最佳生长温度为37°C ，但不同细胞可能有所差异。
湿度
培养环境中的湿度对细胞的生长也有 影响，通常需要维持一定的湿度水平 。
pH值
培养基的pH值对细胞的生长至关重 要，大多数细胞的最佳pH值为7.27.4。
气体环境
细胞培养过程中的气体环境，如氧气 和二氧化碳的浓度，也会影响细胞的 生长和代谢。
产物检测分析
利用植物细胞规模化培养技术，可以对产生的代谢产物进行检测和分析 ，了解产物的性质和作用机理，为后续的应用研究提供依据。
THANKS。
高效性
规模化培养技术可以获得大量的细胞，提高了生产效率和 经济效益。
可控性
通过调节培养条件，如温度、pH、营养物质等，可以控 制细胞的生长和代谢过程。
灵活性
可以根据需要选择不同的细胞类型、培养基和培养条件， 以适应不同的应用需求。
培养技术的历史与发展
历史
细胞规模化培养技术始于20世纪50年代，最初是用于生产疫苗和单克隆抗体。 随着技术的不断发展和改进，现在已广泛应用于生物医药、农业、环保等领域 。
培养基的组成与优化
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营养成分
培养基中需要包含细胞生 长所需的营养成分，如碳 源、氮源、无机盐等。
生长因子
某些细胞还需要特定的生 长因子才能正常生长，这 些生长因子通常由血清或 胰蛋白酶抑制剂等提供。
优化培养基
根据具体的细胞类型和培 养目的，需要对培养基的 组成进行优化，以满足细 胞的特定需求。
03
细胞规模化培养技术的操作流 程
细胞培养的准备阶段
确定培养目标
明确细胞培养的目的，如 生产次生代谢产物、细胞 生长研究等。
组织细胞培养技术及其应用前景
组织细胞培养技术及其应用前景组织细胞培养技术被广泛应用于医学和生物学领域，尤其在组织工程、再生医学和新药研发方面有着重要意义。
随着科技的进步和相关研究的深入，组织细胞培养技术将会有更广阔的应用前景。
一、组织细胞培养技术简介组织细胞培养技术是指在体外培养细胞或组织，以控制生长环境、调控细胞分化和活性，从而研究或生产某些生物产物。
常用的培养方式包括二维培养和三维培养，其中三维培养更接近于生物体内的细胞结构和生长方式，受到越来越多的关注。
二、组织细胞培养技术在组织工程中的应用组织工程是利用生物材料、生物反应器和细胞培养技术等手段，构建和修复复杂组织器官的方法。
组织细胞培养技术是组织工程的重要组成部分之一，可以通过体外培养细胞并结合不同材料，制备出由自体或异体细胞构成的人工组织。
例如，利用多能干细胞进行体外培养，可以让其分化成不同类型的细胞，构建出人工组织，例如人工心脏组织。
此外，利用三维打印技术、微流控技术等手段，可以制备出具有结构完整、生理功能正常的人工器官，例如皮肤、肝脏、胰岛、血管等。
三、组织细胞培养技术在再生医学中的应用再生医学是针对人体损伤或疾病的治疗，通过细胞、组织修复和再生方法恢复受损组织器官的功能。
组织细胞培养技术在再生医学中也有着广泛的应用前景。
例如，通过干细胞培养和分化，可以制备出替代性医疗品，例如生物人工耳蜗、生物皮肤等；利用干细胞还可以恢复损伤的神经细胞和调节免疫系统等。
此外，组织细胞培养技术也可以应用于组织再生、造血干细胞移植和肿瘤治疗等方面。
四、组织细胞培养技术在新药研发中的应用组织细胞培养技术还常被应用于新药研发中的毒理学、药理学、药效学和药代动力学等方面，以评估药物是否安全、有效和合理。
例如，利用细胞毒性测试评估药物是否会损害细胞，利用细胞介导免疫活性评估药物是否具有免疫调节作用等。
此外，组织细胞培养技术还可以用于药物筛选和优化，从而提高新药的研发效率和安全性。
五、组织细胞培养技术的发展及前景展望随着科技的进步和研究的深入，组织细胞培养技术的应用前景将会更广阔。
细胞组织培养技术3篇
细胞组织培养技术第一篇：细胞培养技术的基础知识细胞培养技术是生物学及其相关领域中的一个重要分支，其通过在体外培养已经分离出来的组织和细胞，以及从原料中获得的其他细胞或细胞系，来进行生物学及医学相关的实验研究，具有广泛的应用价值。
细胞培养技术的起源可以追溯到19世纪末期，当时生物学家Robert Koch首先建立了来自斑点病人的细菌培养技术，从而开创了细菌研究的全新领域。
20世纪上半叶，细胞生物学家和肿瘤学家开始将植物和动物细胞培养的方法应用于研究，逐渐发展出了细胞培养技术的基础知识。
在现代细胞培养技术中，主要包括以下几个方面：1.细胞培养基的制备细胞培养基是进行细胞培养的最基本要素，其基本成分包括营养物质、激素、生长因子等。
常见的细胞培养基有DMEM、RPMI1640、MEM等，此外还有更为复杂的定制培养基，其成分和配比需要根据不同的实验要求而定。
2.细胞培养条件的控制细胞培养需要一些特殊的环境条件，如适宜的温度、湿度、物质浓度、气体含量等。
实验时需要定期检查细胞培养条件是否合适，从而保证细胞的正常生长和増殖。
3.细胞培养器的选择细胞培养器主要有平底培养皿、培养瓶、滚筒式培养器等，不同的培养器在不同的实验中会有不同的选择，从而满足不同的实验要求。
4.细胞的分离和传代细胞在培养中会出现一些问题，如纷繁多样的细胞类型、生长速度过快或过慢、细胞死亡等。
此时需要进行细胞分离和传代，将健康的细胞分离出来，进行下一轮的培养或实验。
以上是细胞培养技术的基础知识，掌握了这些基础知识之后，才能够更好地进行实验和开展研究工作。
第二篇：细胞培养技术在医学研究中的应用细胞培养技术的广泛应用在许多领域都产生了积极的影响，其中医学研究成为了细胞培养技术应用最为广泛的领域之一。
细胞培养技术在医学研究中的应用有以下几个方面。
1.药物筛选细胞培养技术在医药研究中有着广泛的应用，其中药物筛选是其最为重要的应用之一。
通过对不同细胞系的培养实验，可以筛选出对某种疾病有治疗作用的药物，并对其进行实验验证。
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微生物的清除常见的几种方法：
1．抗菌素除菌法
由于各种抗菌素的性质不同，联合应用比 单用效果要好；但在污染出现后应用抗菌 素效果往往不理想，预防性应用比污染后 应用更好。
2．加温除菌法
该法主要针对支原体，因为支原体耐热性 较差。
3、动物体内接种除菌法
把受支原体污染的肿瘤细胞接种在同种动 物皮下或腹腔中，借动物免疫系统消灭支 原体，而肿瘤细胞却能在体内继续生长， 待一定时间后，从动物体内取出细胞再培 养。
第4章 细胞培养技术
体外培养是指从活体内取出细胞、 组织，置于体外摹拟体内生长环境(包括 生理、营养、温度及无菌)下，使其生存 和生长并维持其结构和功能的方法及过 程，包括细胞培养、组织培养及器官培 养3个方面的技术。
主要设备和设施
组织细胞培养实验室是进行组织细胞培 养的场所，有别于一般的实验室。要求环境 及条件能够保证不受微生物和其他有害因子 的影响，营造一个有利于细胞生长的人工环 境。
组织细胞培养中所用器具的清洗至关重 要，直接影响组织细胞培养。
新购置的器械和器皿，使用前必须经过 彻底的清洗；用过的器械，要立即浸泡、 清洗及干燥，在灭菌前状态下保存。
所有清洗过程均在清洗间进行，初洗间 进行自来水、洗涤剂、碱水、硫酸清洁液 等的清洗和浸泡步骤；清洗间进行蒸馏水 冲洗、干燥、干烤、高压蒸汽消毒等步骤。
内眼可见，有的散在分布。
（二）细菌污染
细菌污染后的培养液大多变浑浊，有的 对培养液无明显影响。
（三）支原体污染
支原体是细胞培养中最常见且不易发现 的一种污染，是一种介于细菌和病毒之 间的能独立生活的最小微生物。
二、微生物污染的排除
细胞受污染后一般较难排除，因此，应从 预防着手。
由于在消除污染时，对细胞的本身有不良影 响，而且污染物本身虽不具有污染性但其释 放的物质对细胞培养有害，加上时间和物质 的浪费，因此，污染细胞的价值不大或能够 购买和再获得时，应首先考虑放弃。如是必 须保存的细胞和单克隆细胞时，则有必要行 污染排除。
组织细胞培养工作包括：无菌操作、温育、 培养液的配制、细胞的存放、器皿的洗刷及 消毒、设备的清洁消毒以及物品的有序和科 学的存放。
实验室设计要遵守无菌、空气清新干燥、 环境清洁、温度适宜及制度严谨的原则。
一般简单的设汁包括工作准备区和 无菌操作区。
准备区是进行物品、器皿清洗和消毒的 场所；
无菌区是进行无菌操作及培养液的配制 及分装的地方。两者必须分开。
（三）特殊培养法
1、二倍体细胞培养法
二倍体细胞培养，是使培养的细胞始终维 持2倍体的生物学特性的培养方法；
二倍体细胞来源于体内的二倍体细胞即正 常细胞的原代培养，原代培养细胞成功后， 能始终保持二倍体细胞的形状的培养即二 倍体细胞培养。
2、单细胞克隆培养
又称细胞克隆，即把单个细胞从群体内分 离出来单独培养，重新形成新的细胞群体的 培养技术，细胞经过克隆以后，细胞群体来 源于一个共同的祖细胞，称细胞株。
二、各种实验用品的消毒
组织细胞培养中最担心是发生细菌、 真菌和病毒等微生物的污染。它们能直接 影响实验结果或导致实验的失败。
微生物的污染主要来自操作者的疏忽，因 此，组织培养的各个环节都应采取严格措 施，以防污染的发生。
消毒灭菌方法分3类： 1、物理灭菌法，包括紫外线、臭氧、干
热、湿热、离心、过滤及射线等手段； 2、化学灭菌法，包括化学消毒剂等； 3、生素
培养液及配制
培养液是细胞生存和生长所需要的基本溶 液。主要分为3类：
1、平衡盐溶液（BSS）：又称生理盐水 2、天然培养液 ：主要来自动物体液或从
组织中分离提取的成分。 3、合成培养液：是按人和动物体内细胞
的所需成分模拟合成的、配方恒定的一种 较理想的培养基。
组织培养原则及基本技术
一、组织细胞培养的原则和要领 （一）无菌操作 （二）培养操作
（一）原代培养法
原代培养是从供体获得组织后的首次培 养，具有二倍体细胞的遗传特性。在一定 程度上能反映组织及细胞在体内的状况。 原代培养所有机能上的改变主要是表型的 改变，不一定为体细胞突变。
（二）传代培养法
当原代培养成功，细胞生长成单层细胞并 充满瓶底时，必须进行分瓶培养，这一操 作称传代。如不及时传代，细胞可因为增 殖过度，营养成分枯竭和代谢产物积累而 发生中毒。
组织细胞在培养状态时，可借助于一些特 殊的设备直接观察组织细胞的形态特征，如 倒置显微镜和共聚焦显微镜等。
二、基本培养操作技术 （一）取材 （二）组织的分离 （三）细胞的计数 （四）细胞冻存 （五）细胞的运输
常用组织培养法
一、天然培养基组织培养法
天然培养基组织培养法即取动物体内天然 成分培养细胞的方法、是组织培养的最早应 用的方法。
二、人工培养基组织细胞培养法
人工培养基组织细胞培养法是最常应用 的培养方法，是在人工培养基的基础上进 行组织细胞培养的。
4．巨噬细胞吞噬法
从动物体内采集巨噬细胞，进行纯化，然 后再加入支原体污染的细胞培养物混合培 养，巨噬细胞能吞噬支原体。
组织细胞培养中细胞生物学性状观察
组织细胞在体外培养成功以后，其形态特 征的改变有助于对培养细胞健康状态、生物 学行为等的监控和了解。 一、组织细胞形态学观察 (一)活细胞观察法
无菌操作设备
（一）无菌室 （二）超净工作台 （三）无菌操作箱
实验室其他设备
1、电热隔水式孵育箱 2、电热干燥箱 3、高压蒸汽消毒器 4、显微镜 5、冰箱 6、水纯化装置
7、离心机 8、正压过滤器 9、液氮罐 10、加样器 11、器械 12、其他
清洗及消毒
一、各种实验用品的清洗
3、肿瘤细胞的培养
4、淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）的 培养
5、肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）的制备
组织培养中污染的检测和排除
组织培养中的污染是指在培养液中混合 有对细胞生长有害的成分和造成细胞不纯的 异物。主要包括微生物、化学物及非同种细 胞等。
一、污染的检测
（一）真菌的污染
在微生物污染中，以真菌污染最多。 一般呈白色或浅黄色点状漂浮于培养液表面，