细胞培养及材料细胞毒性检测

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使用时溶入培养液中,使青、链霉素的浓度最 终为100U/ml。
庆大霉素:使用终浓度为100U/ml,广谱、稳定。
消化液:胰蛋白酶溶液、EDTA溶液、胶原酶溶液
胰蛋白酶溶液
主要作用:
水解与赖氨酸或精氨酸相连接的肽键,除去细胞间粘 蛋白及糖蛋白,使贴壁细胞从瓶壁上脱落并使细胞分离。
常用浓度:0.25%
Wilhelm Roux (1850-1924 )
1907年Harrison 和1912年 Carrel开始把组织培养作为一种 方法,用于研究离体动物细胞 的培养。
他建立的鸡胚胎成纤维细胞 持续了34年之久(1912-1946)
Alexis Carrel France Rockefeller Institute for Medical Research New York, NY, USA b. 1873 d. 1944
主要由无机盐和葡萄糖配制而成 作用:维持渗透压、缓冲和调节酸碱度 常用的缓冲液:
生理盐水 PBS Hanks液 (D-Hank’s常用于配制胰酶溶液)
抗生素溶液
通常是青霉素和链霉素联合使用,俗称“双抗 溶液”。
配制
具体操作均在超净台内完成。青霉素是80万U/瓶,用注 射器加4ml灭菌双蒸水。链霉素是100万U/瓶,加5ml灭 菌双蒸水,即每毫升各为20万U。
培养用的液体极多,应由专人负责,配制浓度准确, 所有配好的溶液瓶上都要标明名称、浓度、消毒与否 和制备日期等
一切培养用品都要有固定的存放点,避免杂乱无章, 其中尤其重要的是:培养用品与非培养用品应严格分 开,已消毒品与未消毒品应分别存放
3.细胞培养的基本条件
无菌条件:净化工作室,风淋室,传递窗,高 效过滤器,洁净层流罩,生物安全柜,超净工 作台,紫外灯,电热干燥箱,滤器,高压灭菌 器,抗生素 细胞生长条件:培养板,培养瓶,CO2培养箱, 培养基,血清 细胞检测条件:倒置显微镜,酶标仪,微孔板 震荡器,高速离心机,移液器 细胞保存条件:液氮罐,超低温冰箱
成纤维细胞样细胞
来源:由中胚层间充质组织起源的组织 如:真正的成纤维细胞 心肌,平滑肌,成骨细胞,内皮细
胞 形态:似体内成纤维细胞的形态
胞体梭形或不规则三角形 胞质向外伸出2—3个长短不等的突起 中有卵圆形核
生长特点: 排列成放射状,漩涡状 并不紧靠连成片, 细胞—细胞接触易断开而单独行动
培养细胞的生长和增殖过程
传代注意事项
接种数量为5×104~8×105个/ml。 传代密度太低,细胞容易死亡,表现出细胞在达到增长
前有较长的滞留期。 培养液由于pH下降而呈现黄色,表明细胞已经达到最大
密度需要换液或进行传代培养。 如果是单层贴壁的细胞,等长满培养瓶表面,即可进行
传代。
细胞传代的增殖生长过程
游离期 悬浮,胞质回缩,全部细胞变为圆球形。
2.基本概念
器官培养 (Organ culture):将活体中整个 器官或一部分器官取出, 置于体外生存、生长并同 时保持其一定的结构和功 能特征。
组织培养 (Tissue culture):把活体的一小 片组织(O.5~1立方毫米) 置于底物上孵育,细胞自 其周围移出并生长。
细胞培养(cell culture): 把提取的组织用机械或消 化的方法分散成单个细胞 悬液,后进行培养,增殖。
细胞培养
cell culture
主要内容
前言 细胞培养的基本概念 细胞培养的基本条件 细胞培养的基本方法 细胞培养的污染和检测 细胞冻存和复苏 细胞管理及保藏 细胞毒性检测
1.前言
1885年Roux最早尝试使组 织离体培养,材料是鸡胚神经 板,采用生理盐水为培养液, 并首次采用组织培养这个术语。
显微镜观察
生长良好的细胞:细胞透明度大,折光性强, 轮廓不清
生长状态不良的细胞:细胞轮廓增强,细胞折 光性变弱;胞质中出现空泡、脂滴和其他颗粒 状物质;细胞之间空隙增大;细胞形态不规则, 甚至失去原有细胞的特点,产生圆缩脱落;有 时细胞表面及周围出现丝絮状物
细胞计数
每毫升细胞数 血细胞计数板
肿瘤
胚胎
成体
粗切
消化
细切
修切
细胞培养 组织培养 器官培养
细胞培养的优点
活细胞 便于观察检测 条件可控 均一性 便于人工筛选
培养细胞与体内细胞的差异
失去原有组织结构和形态,趋向单一性 分化减弱 可能获得不死性
体外培养细胞的生长类型
贴壁型:动物的正常细胞 悬浮型:血液淋巴细胞、肿瘤细胞、植物细胞 固定化培养
吸附期 贴附底物,一般24小时内贴壁。
潜伏期 此时细胞有生长活动,基本无增殖。
细胞株潜伏期一般为6~24小时。 对数生长期
细胞数随时间变化成倍增长,活力最佳,最适合 进行实验研究。 停止期(平台期)
细胞长满瓶壁后,细胞虽有活力但不再分裂。 机制:接触抑制、密度依赖性
细胞观察
肉眼观察:培养液的颜色和透明度
4.细胞培养的基本方法
贴附生长型细胞 必须贴附于
底物才能生长的 细胞。从形态上 大体分为上皮细 胞型及成纤维细 胞型,还有一些 难以确定其稳定 形态的细胞。
粘着、粘附 (attachment)
铺展 (spreading)
得到细胞
组织块培养法
1)取材 → 切割
(原代培养) 消化培养法
2)直接购买 → 培养
细胞培养的其他指标
细胞大小:显微测微计法 细胞重量:称重法 鲜重 干重
细胞固定与染色
细胞固定 苏木精-伊红染色 Giemsa染色 Feulgen染色 考马斯蓝染色 免疫法 细胞核染色:Hoechst、DAPI
5.细胞培养的污染和检测
细胞污染
混浊、pH异常改变、细胞外形 模糊、漂浮的集落
传代
体外培养的原代细胞或细胞株要在体外持续地培养就必须传代,以 便获得稳定的细胞株或得到大量的同种细胞,并维持细胞种的延续。
培养的细胞形成单层汇合以后,由于密度过大生存空间不足而引起 营养枯竭,将培养的细胞分散,从容器中取出,以1:2或l:3以上的比率 转移到另外的容器中进行培养,即为传代培养。
弃去旧培养液 → 清洗 → 加入消化液 → 吸弃消化液 →加入培养液 → 吹打分散细胞 → 分装稀释细胞 → 补加培养液 → 继续培养
7.细胞的管理及保藏
对已建成的各种细胞系或细胞株习惯上都给以名称;细胞的 命名无严格统一规定,大多采用有一定意义缩写字母或代号 表示。但不论什么形式,均不宜太长,以便记忆和了解。
HeLa:为供体患者的姓名(Henrietta Lacks,来源于宫颈癌
CHO:中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary)
浸提液细胞毒性
样品准备 →辐照灭菌 将待检材料在相应条件下浸提(不含血清的培养基中在37℃环境下浸 提24h) 细胞计数 接种于96孔培养板,置CO2培养箱37℃培养24h后,弃去原培养液。空 白对照组加入新鲜细胞培养液,供试品加入样品浸提液(加血清),置 CO2培养箱继续培养(至少24h) 于设定培养时间后置显微镜下观察细胞形态,每孔加入20μL质量浓度 为5g/L的MTT溶液,继续培养4h后弃去孔内液体,加入200μL DMSO,在 酶标仪570 nm波长下测定吸光度,计算相对增值率(RGR)。
繁殖,还需补充一定量的天然培养基(如血清)。
血清的使用
常用血清 胎牛血清、新生牛血清、小牛血清、兔血
清、 马血清等
优质血清的标准 透明,淡黄色,无沉淀物,无细菌、支原
体、 病毒污染。
血清的灭活(消除补体活性) 56℃ ,30 分钟。
血清的消毒:过滤除菌
其他细胞培养用液
水:新鲜的三蒸水或去离子水 平衡盐溶液
NIH/3T3:美国国立卫生研究所(National Institute of Health)建立, 每3天传代一次,每次接种3×106细胞/毫升。
细胞库的建立
主细胞库 生产用细胞库
生产细胞库
原始细胞库 主细胞库
细胞保存机构
ATCC (American Type Culture Collection) www.atcc.org
可透过滤膜 无细胞壁
细胞营养液仍清亮但变黄,细胞生长变缓,部分细胞发生 脱落,细胞间隙可见铺满细沙样小点。
污染的控制
预防 重新培养 鉴别 清除:抗生素、加温、支原体特异性血清、共培养
法、重新克隆法、动物体内接种除菌法 防止交叉污染
6.细胞冻存与复苏
慢冻快融 低温保护剂:10%的
常用仪器与设备
超净工作台 高压蒸汽灭菌器 过滤除菌装置 倒置显微镜 水纯化装置 恒温培养箱 电热干燥箱 离心机、天平、水浴、摇床 液氮罐 冰箱:4℃、-20 ℃ 、-80 ℃
细胞培养器材
移液器 移液管 吸管 培养瓶: 25cm2、75cm2、150cm2 培养皿: 30、60、120毫米 多孔培养板: 4、6、24、96孔 离心管 冻存管
四唑盐(MTT)比色法 MTT比色法的原理:
活细胞中琥珀脱氢酶能将四唑盐还原成不溶 干水的蓝紫色产物甲臢(formazan),并沉淀在 细胞中,而死细胞没有这种功能。
二甲亚砜(DMSO)能溶解沉积在细胞中蓝紫色结晶 物,溶液颜色深浅与所含的formazan量成正比。
甲臢染料在A570nm处产生吸收值,用酶标仪测定A值。
细胞出现增殖缓慢或死亡 化学物质的污染 非同种细胞污染 微生物污染:细菌、真菌、支
原体、病毒
细菌污染
培养液变黄,出现浑浊 镜下可见圆球状颗粒漂浮 预防和处理:青霉素、链霉素
真菌污染
培养液一般不浑浊 白色或黄色小点漂浮于培养基表面 光镜观察到菌丝 预防和处理:抗真菌剂
支原体污染
ECACC (European Collection of Cell Cultures) www.hpacultures.org.uk
中国科学院典型培养物保藏 委员会细胞库 www.cellbank.org.cn
8.细胞毒性检测
参照GB/T16886.5-2003(或ISO10993-5) ,医疗器械生物学评价-第5部分:细胞毒性试验 体外法规定的方法进行检测。
甘油或二甲亚砜 DMSO 细胞深低温保存的基本原理:
-80℃以下时,细胞内的酶活性均己停止,即 代谢处于完全停止状态,故可以长期保存。
慢冻快融
当细胞冷到零度以下,可以产生以下变化:细胞器脱 水,细胞中可溶性物质浓度升高,并在细胞内形成冰晶。
如果缓慢冷冻,可使细胞逐步脱水,细胞内不致产生 大的冰晶;相反,冰晶很大,大冰晶会造成细胞膜、细胞 器的损伤和破裂。复苏过程应快融,目的是防止小冰晶形 成大冰晶,即冰晶的重结晶。
× ×
完全培养基的组成
基础培养基 血清 青、链霉素
80%~95% 5%~20%
各100U/ml
天然培养基:
培养基
血清
血浆
组织提取液(如鸡胚和牛胚浸液)
合成培养基: 根据细胞生存所需物质的种类和数量,用人工方法
模拟合成的。
包括四大类物质:无机盐、氨基酸、维生素、碳水化合 物
目前常用培养基:RPMI-1640、DMEM、M199、MEM、 人工合成培养基只能维持细胞生存,要想使细胞生长和
35
30
细胞数(1×104)
25
细胞生长的指标 20 15
10
5
细胞数
细胞生长曲线 贴壁率
0 123456789 时间(d)
有丝分裂指数(MI):分裂相数量占全部细胞数
量的百分比
细胞群体倍增时间
四唑盐(MTT)比色法
标记胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)掺入量
细胞活力测定
细胞活力:总细胞中活细胞所占的百分比 台盼蓝法 四唑盐(MTT)比色法 荧光素双乙酸酯法(FDA)
原代细胞:从机体取出后立即培养 的细胞
原代培养:将从体内取出的细胞进 行培养
传代培养:从原代培养细胞继续转 接培养
传代细胞:在体外培养条件下持续 传代培养的细胞
细胞培养的工作原则
无菌
无毒、生物相容性
清洁的环境
品质良好的细胞来源,培养基配制使用高纯度药品和 去离子水
有标准化的工作方法
用无Ca2+、Mg2+的PBS缓冲液或D-Hank’s配制,用滤 器过滤除菌。
消化时间: 用含血清培养液终止其对细胞的消化作用。
பைடு நூலகம்
物品 湿热 干热 过滤 紫外
培养室 工作台

玻璃 制品


金属 器械


塑料 制品
橡胶 制品

培养 用液


布类 棉类


化学 气体
消毒剂
电离 辐射
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