发布时间:2019-04-26 15:50 原文链接: 细胞培养技术3

◇水解乳蛋白

  水解乳蛋白为淡黄色粉末,虽易潮解结块,但不影响使用。

  不同批号和牌号质量有差异。水解乳蛋白是乳白蛋白经蛋白酶和肽酶水解后的产物,含有丰富的氨基酸。开始时它是专为猴肾细胞培养设计的,而实际上它对许多细胞系(株),如Hela细胞和原代细胞都是一种优良培养基。使用时用Hanks液配制成0.5%溶液(酸性),一般与合成培养基按1:1比例混合使用。

◇鼠尾胶原

  胶原是细胞生长的良好基质,它能促进组织和细胞的附着,改善生长表面特性。胶原来源有大鼠尾腱、豚鼠真皮、牛的真皮和牛眼的水晶体等,实验室常用大鼠尾制胶原。鼠尾胶原为粘度较大的半透明液体,难以滤过除菌,应无菌操作制备胶原。

鼠尾胶原的制备方法

①0.1%醋酸溶液,10磅10分钟高压灭菌备用。

②250克体重大白鼠尾一条,置75%酒精中浸泡1小时。

③鼠尾置平皿中切成1.5厘米左右的小段,剥去毛皮,抽出尾腱。

④剪碎尾腱浸泡在150毫升醋酸液中,置于4℃冰箱内,间断振摇48小时。

⑤4000转/分离心30分钟(最好在4℃条件)。

⑥上清液分装小瓶,-20℃保存。

⑦残渣可再加40毫升醋酸液作用24小时后,离心收集保存。

鼠尾胶原使用方法

①将鼠尾胶原均匀涂于器皿的细胞生长面,胶原量以不留液滴为度。

②培养瓶用沾有氨水的消毒棉球封口后置灭菌饭盒内。

③室温2小时,氨气与鼠尾胶原作用,胶原凝固。

④用BSS液或基础营养液洗涤胶原面后,再经细胞培养液浸泡过夜,37℃干燥备用。

◇胚胎浸液

  胚胎浸液能促进细胞生长繁殖。常用鸡胚和牛胚浸液。将9—11天胎龄的鸡胚磨碎,加等量缓冲液,离心收集上清液,即为鸡胚浸液,于-20℃—-70℃保存。

(4)合成培养基

  合成培养基是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。目前已设计出许多种培养基,如TC199、MEM、RPMI-1640、DMEM、Ham'sF12等。这些培养基设计时各有其特定的目的,但实际上适用于多种细胞的培养。合成培养基主要成分是氨基酸、 维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。

◇合成培养基的主要成分

氨基酸

  氨基酸是组成蛋白质的基本单位。不同种类细胞对氨基酸需求不同,体外培养的细胞必须依赖培养液供给12种必需L型氨基酸(精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸和赖氨酸)。此外,用于培养上皮细胞、内皮细胞、神经细胞等的培养液中还需补加谷氨酰胺。这是因为谷氨酰胺除了作为氮源、碳源外,还能促进各种氨基酸进入细胞,它所含的氮既是核酸中嘌呤和嘧啶的来源,也是合成三、二和一磷酸腺苷的所需物质。实验又证实,谷氨酰胺在培养液中不稳定,加有谷氨酰胺的培养液,半衰期在4℃时为3周,在36.5℃时为1周,因此使用两周以上的培养液还需补加原量的谷氨酰胺。

碳水化合物

  碳水化合物既是细胞的能量来源,也是合成某些氨基酸的原料,主要有葡萄糖、核糖、脱氧核糖、丙酮酸钠和醋酸钠等。

无机离子

  无机离子是细胞的重要成分,它们在调节细胞代谢、促进细胞生长发育和维持细胞生理功能等方面有重要作用。

  它们还是某些维生素、激素、酶形成过程中不可缺少的原料。培养液中除平衡盐溶液所含无机离子外,有的还含有如Fe2+、Ze2+、Cu2+等离子。

维生素

  维生素是维持细胞生长的一种有机化合物,它分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素有维生素A、D、E、K等;水溶性维生素有维生素C和维生素B1、B2、B6、B12等。

其它成分

  较为复杂的培养液中还包括核酸降解物如嘌呤、嘧啶、辅酶A以及氧化还原剂如抗坏血酸、谷胱甘肽等等。

◇合成培养基(液)的配制方法

  人工合成培养基是细胞培养基的基础培养液,称为基础培养基,因它提供细胞生存所需的营养成分,还称为细胞营养液。人工合成培养基有干粉型、1倍工作液型和10倍浓缩型。常用的干粉型培养基性质稳定,便于储存和运输,使用方便。使用时按照说明书要求配制,要确保营养液所有组分完全溶解,并在消毒和保存过程中不产生沉淀。

RPMI-1640基础培养液

甲液:RPMI-1640 10.4克
  Hepes 2.7~5.4克
  三蒸水 700毫升
  磁力搅拌至颗粒完全溶解(3~4小时,橙黄色)

乙液:NaHCO3 2.0—2.2克
  三蒸水 30毫升
  37℃,30分钟颗粒溶解

  将甲、乙两液混合,加水至终体积1000毫升,在4℃静止2~3小时。滤过除菌,分装,抽样做无菌试验,-20℃冻存。

RPMI—1640血清细胞培养液

RPMI-1640基础营养液 80毫升
灭活小牛血清 20毫升
青霉素、链霉素 各100单位/毫升
pH 7.1—7.2

◇配制合成培养基(液)注意事项

①用三天内制备的玻璃三蒸水配制培养液。

②按二周用量配制为宜,配量过多,存放时间过长会造成培养基老化、变质、产生沉淀。

③培养液中各成分是否完全溶解的判断方法:将培养液置室温或4℃冰箱30分钟后,观察瓶底有无颗粒产生。

④根据实验需要,在培养液中加入适量37℃单独溶解的NaHCO3溶液。正常体细胞培养液中NaCO3量为2.0—2.2克/升,肿瘤细胞为1.5—1.7克/升。

⑤干粉培养基不易溶于水,若用CO2加压滤过或CO2冲击助溶方法,因CO2用量不易掌握,常出现CO2用量过多使营养液pH值明显降低的情况,若再用NaHCO3调节pH值时,因NaHCO3的用量也难以掌握,常造成Na+浓度过高,从而影响细胞的生长繁殖。本实验室采用空气CO2助溶法,即将甲液在磁场上搅拌3—4小时,当甲液pH值下降到5.8左右时(橙黄色),氨基酸和维生素基本溶解。在甲液内再加入溶解有NaHCO3的乙液,两液混和后,营养液pH值为7.0—7.1。抽滤后pH值上升0.1。此法操作简便,营养液pH值稳定。

(5)血清细胞培养基

  人工合成培养基只能维持细胞生存,要想使细胞生长和繁殖,还需补充一定量的天然培养基,常用的是血清、谷氨酰胺等。另外,为防止污染,培养液中还要添加一定量的抗菌素。基础培养基加血清、谷氨酰胺、抗菌素等物质后,叫细胞培养基,也叫完全培养基。细胞培养基按血清含量多少又分为两种,即细胞生长培养基和细胞维持培养基。

(6)无血清细胞培养基

  血清中究竟哪些成分是细胞生长所必需的呢?几十年来没有明确答案。还有一些细胞在血清培养基中不能生长。另外,由于血清成分复杂,常常给细胞培养后的研究工作,如细胞产物的提取、激素和药物作用机理的研究带来困难。1975年,Sato成功地用无血清培养基培养了垂体细胞株CH4,还有人用HamF12无血清细胞培养基成功地克隆了CHO细胞。近20多年来已报道了几十种细胞系(株)在无血清细胞培养基中成功地生长和增殖,这些细胞有内分泌细胞、表皮细胞、神经细胞、淋巴细胞、成纤维细胞和肾细胞等。无血清细胞培养基的使用保证了实验结果的准确性、可重复性和稳定性,减少细胞污染,简化了提纯和鉴定 McAb、淋巴因子、干扰素等细胞产物的程序,降低疫苗反应。

  无血清培养基一般由基础培养基和替代血清的补充成分组成。

◇基础培养基

  必须根据不同的培养细胞选用合适的基础培养基。常用的基础培养基有MEM、NT、M199、F12、DMEM、RPMI—1640、IMDM、DMEM:F12=1:1、RPMI—1640:DMEM:F12=2:1:1等,其中DMEM和F12混合培养液为多种细胞使用,根据不同细胞的要求,每升中补加Hepes 15毫摩尔,NaHCO31.2—2.4克。

◇无血清培养基的补充成分

  补充成分即代替血清的各种因子的总称。多数无血清培养液必须补加3~8种因子,任何单一因子不能取代血清,至少需两种。已知有100多种此类因子,其中有些是必需补充因子,如胰岛素、硒酸钠(Na2SeO3)和转铁蛋白,其它多数为辅助作用因子。补充成分按功能将其分成四类。

激素和生长因子

  很多细胞用无血清培养时需加入激素,如胰岛素(Ins)、生长激素、胰高血糖素等。此外,甾体激素如孕酮、氢化可的松、雌二醇等也是无血清细胞培养时常用的补充因子。几乎所有的细胞系都需要Ins,它是一种多肽,能与细胞亡的Ins受体结合形成复合物,调节和控制细胞内多种代谢途径,加强糖原、蛋白质、甘油三酯和DNA的合成。其原因可能是Ins中混杂某些刺激细胞生长的物质和重要的微量元素,但也有细胞不加胰岛素也能生长。前列腺素E1和E2能刺激细胞生长,增加细胞环磷腺苷的水平。有些激素能调节细胞内某种生化反应,如腐胺能促进细胞(B104)快速分裂,是因为激素能增加细胞内腐胺的合成或促进腐胺转入细胞内。生长因子是维持细胞生存和增殖所必需的物质,依照化学性质可分为多肽生长因子和甾体生长因子。多肽生长因子相对分子质量在10000左右,目前已鉴定的有数十种,其中半数以上是近几年发现和鉴定的。脊椎动物至少有30种细胞类型(神经、肝、肾、支气管等),每种细胞至少有2—3种生长因子对其正常生存和增殖起着调节作用,因此估计机体中约有100多种生长因子。按结构和功能可分为表皮生长因子(EGF)、神经生长因子(NGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等。生长因子是有效的促有丝分裂原,能缩短细胞倍增时间。

结合蛋白

  结合蛋白有两种,一种是转铁蛋白(TF),它能增强细胞摄取和利用培养液中铁的能力,还可结合毒性金属离子,不同细胞需要量不同。有人认为TF中混杂有激素,也足以刺激细胞生长。白蛋白是另一种结合蛋白,它与脂类、金属离子、激素等结合后,具有刺激细胞增殖作用。

贴壁因子

  绝大多数真核细胞在体外生长时需要固着于适当的基底,帮助细胞固着贴附的物质叫贴壁因子或胞外基质。体外培养细胞常于粘着斑(adhension plaque)或其近旁发现纤维粘连蛋白(fibronectin,FN),此处质膜下正是纽带蛋白(vinculin)及α-辅助肌动蛋白(α-actin)存在部位。肌动蛋白丝借助这两种蛋白质附着于质膜的内表面。FN又与非胶原糖蛋白相连。膜上FN受体将细胞外基质FN与细胞内肌动蛋白丝相连。这样,胞外基质、细胞膜受体及细胞内某些分子直接或间接作用,共同形成细胞结构和功能的统一体,成为控制细胞形态、功能、生长、分化以及某些其它性质(如影响质膜中蛋白质的组织等)的重要因素之一。如体外培养的神经元存活及分化主要决定于所提供的细胞外基质;肌细胞分化,肝细胞和乳腺细胞的形态、代谢,肿瘤细胞的转移过程,都与细胞外基质有关。

常用贴壁因子储存液的配制方法:

  纤维连结素 以1摩尔/升的尿素PBS液配制成1毫克/毫升的母液,-20℃保存。

  多聚赖氨酸(poly-D-lysine)相对分子质量300000,贮存浓度为1毫克/毫升(用D-Hanks液或PBS液配制)。4℃冰箱保存,不能冻存。

  胶原(collagens) 贮存浓度为1—3毫克/毫升,溶解在PBS液或0.1摩尔/升的盐酸或0.1摩尔/升的醋酸液中。