细胞培养
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细胞培养

哺乳细胞培养(Mammalian cell culture)实验中常使用到以下几种试剂:

  • 培养基(Media)
  • 平衡盐溶液(Balanced salt solution,简称BSS)
  • 细胞分离液(Cell dissociation solution)
  • 抗生素(Antibiotics)

哺乳动物细胞完全培养基(Compete media)由合成培养基(Synthetic media)和自然培养基(Nature media)两部分组成。合成部分含有哺乳动物细胞体外生长所需的基本营养成分(Basic nutritional components),包括氨基酸(Amino acid)、单糖(Monosaccharide)、维生素(Vitamin)、无机离子和微量元素(Inorganic ion and trace elements)。某些特殊的合成培养基还会添加生长调节素(Somatomedin)和荷尔蒙(Hormone)。

  • 氨基酸是细胞合成蛋白质的原料,所有细胞均需12种重要氨基酸(Essential amino acid):精氨酸(Arginine)、胱氨酸(Cystine)、异亮氨酸(Isoleucine)、亮氨酸(Leucine)、赖氨酸(Lysine)、甲硫氨酸(Methionine)、苯基丙氨酸(Phenylalanine)、苏氨酸(Threonine)、色氨酸(Tryptophan)、组氨酸(Histidine)、酪氨酸(Tyrosine)和缬氨酸(Valine)。此外,谷氨酰胺(Glutamine)是另一个在细胞代谢过程扮演重要角色的氨基酸。
  • 细胞利用己糖(Hexose)的有氧和无氧糖酵解作为主要能量来源。合成培养基中的单糖为D型葡萄糖(D-glucose,又称Dextrose)。
  • 维生素主要扮演细胞代谢过程的辅酶(Coenzyme)或者修复基团(Prothetic group)。合成培养基中常见维生素有生物素(Biotin)、叶酸(Folate)、烟碱(Nicotinamide)、泛酸(Pantothenic acid)、维生素B6(Pyridoxine)、核黄素(Riboflavin)、硫胺(Thiamine)和维生素B12(Vitamin B12)。
  • 除了基本的无机离子,例如钠(Sodium)、钾(Potassium)、钙(Calcium)、镁(Magnesium)、氮(Nitrogen)和磷(Phosphorus),细胞生长还需要一些微量元素,例如钼(Molybdenum)、钒(Vanadium)、铁(Iron)、锌(zinc)、硒(Selenium)、铜(Copper)、锰(Manganese)。

除了提供营养外,合成培养基还含有维持pH和渗透压(Osmolarity)的成分。

  • 适合大部分细胞的pH是7.2-7.4,否则对细胞有害。细胞代谢过程产生的CO2是引起pH变化的主要元凶。在一个空气封闭的环境,CO2能结合水分子形成碳酸(Carbonic acid,H2CO3),从而降低培养基中的pH。合成培养基通常采用碳酸氢钠-二氧化碳(Sodium bicarbonate-carbon dioxide,NaHCO3-CO2)缓冲系统解决这个问题。在完全培养基中,血清(Serum)也能起到缓冲作用。酚红(Phenol red),一个pH指示剂,也会被加到培养基中,监控培养基的pH变化。
  • 细胞需要⼀个等渗的环境(Isotonic environment)才能健康生长。对于大部分哺乳动物细胞,渗透压都需维持在一个较窄的范围:260-320 mOsm/kg。不过那些已建立的细胞株能够容忍更大的渗透压波动。

常用的合成培养基包括:

  • EMEM(Eagle's minimal essential medium)
  • DMEM(Dulbecco’s modified Eagle's medium),又分成高糖(High glucose,4500 g/L glucose)和低糖(Low glucose,1000 g/L glucose)两种类型。
  • RPMI1640 (Roswell Park Memorial Institute medium,简称RPMI。RPMI1640是增强版本)

自然培养基含有丰富的营养成分、生长调节素、荷尔蒙,还有与体内环境相似的渗透压和pH。至今,牛血清(Cattle serum)仍然是最广泛使用的自然培养基,牛血清又分小牛血清(Bovine calf serum)、新生牛血清(newborn calf serum)和胎牛血清(Fetal bovine serum)3种。小牛血清是从出生后10-30天的小牛采取的,新生牛血清是从出生后24小时的新生牛采取的,胎牛血清是剖腹产采取的。由于胎牛并没有与外界环境接触,产生的抗体是最少的,所以胎牛血清质量是最高的。人们常常往合成培养基里添加10%的胎牛血清(10% FBS)配制成完全培养基。

平衡盐溶液能够提供一个环境,让细胞在体外维持结构和生理的完整性。在现代细胞培养基诞生前,那时的科学家是利用平衡盐溶液来做体外细胞实验的,例如Ringer’s solution、Earle’s solution和Hanks’ solution。现在平衡盐溶液被用来清洗细胞和组织,例如PBS,或者结合其他物质来处理细胞和组织,例如用PBS配制的胰酶消化液。

常用的平衡盐溶液包括:

  • PBS(Phosphate buffered saline)
  • DPBS(Dulbecco’s PBS)
  • HBSS(Hanks’ BSS)
  • EBSS(Earle’s BSS)

从培养瓶或者皿中消化分离贴壁的细胞,往往需要使用细胞分离液。常用的细胞分离液是胰酶(Trypsin)和EDTA结合起来配制的。

产品描述

哺乳动物细胞培养所需培养基、平衡盐溶液、细胞分离液和抗生素。

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