細胞培養(yǎng)環(huán)境因素及營養(yǎng)條件

環(huán)境因素

1．無菌環(huán)境

無毒和無菌是體外培養(yǎng)細胞的首要條件。細胞在活體內(nèi)，解毒系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)可抵抗微生物或其他有害物質(zhì)的入侵，但細胞在體外培養(yǎng)的過程中，缺乏機體免疫系統(tǒng)的保護而喪失對微生物的防御能力和對有害物質(zhì)的解毒能力。為保證細胞能在體外環(huán)境中生長繁殖，必須要確保無菌工作區(qū)域、良好的個人衛(wèi)生、無菌試劑和培養(yǎng)基以及無菌操作。

常見的微生物污染有支原體、細菌、真菌。支原體無致死毒性，可與細胞長期共存，對細胞有潛在影響，但體積小，不易鑒別。細菌增殖快，在短時間內(nèi)即可大量擴增，并產(chǎn)生毒素殺死細胞。真菌的種類繁多，肉眼可見，漂浮于培養(yǎng)液面上，可呈絲狀、管狀或樹枝狀等。

2.合適的溫度

一般哺乳類與禽類細胞在體外培養(yǎng)的適宜溫度是37～38℃，不適宜的環(huán)境溫度會影響細胞的生長。細胞對低溫的耐受能力要強于對高溫的耐受能力，在低溫下，細胞的代謝活力及核分裂能力降低。若溫度不低于0℃，雖然細胞代謝受到影響，但無損傷作用；25～35℃時，細胞以緩慢的速度生長；但若被置于40℃數(shù)小時，則不僅不利于細胞生存、生長，甚至可導(dǎo)致其死亡。

3.適宜的滲透壓

高滲溶液或低滲溶液會引起細胞發(fā)生褶皺、腫脹、破裂。因此，滲透壓是體外培養(yǎng)細胞的重要條件之一。多數(shù)體外培養(yǎng)的細胞對滲透壓都有一定的耐受能力，實際應(yīng)用中，260～320mmol/L的滲透壓可適用于大多數(shù)細胞。

4．氣體環(huán)境與pH

細胞的體外培養(yǎng)需要理想的氣體環(huán)境，氧氣、二氧化碳是細胞生存的必要條件。氧氣參與細胞的三羧酸循環(huán)，為細胞生存、代謝與合成提供能量；二氧化碳既是細胞的代謝產(chǎn)物，是細胞生長的必需成分，又與維持培養(yǎng)液的pH有關(guān)。大多數(shù)細胞適宜的pH范圍往往是7.2～7.4。在開放式培養(yǎng)中，以5%的二氧化碳氣體比例為宜。 [1]

營養(yǎng)條件

1．培養(yǎng)基

細胞培養(yǎng)基包含細胞生長所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，包括碳水化合物、氨基酸、無機鹽、維生素等。針對不同細胞的營養(yǎng)需求，有多種合成培養(yǎng)基可供選擇，如EBSS、Eagle、MEM、RPMll640、DMEM等。

2．其他添加成分

在各種合成培養(yǎng)基提供基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)之外，還需根據(jù)不同細胞和不同的培養(yǎng)目的添加其他成分，如血清、因子等。

血清提供的是細胞外基質(zhì)、生長因子和轉(zhuǎn)鐵蛋白等重要物質(zhì)，常用的是胎牛血清。要根據(jù)不同的細胞和不同的研究目的決定添加血清的比例。10%～20%的血清能維持細胞較快的生長增殖速度，稱為生長培養(yǎng)液；為維持細胞緩慢生長或不死，添加2%～5%的血清即可，稱為維持培養(yǎng)液。但血清中也存在有害于細胞生長和繁殖的物質(zhì)，如補體、免疫球蛋白和一些生長抑制因子；成分不明確，影響對結(jié)果的分析；不同動物、不同批次的血清活性差別較大，影響培養(yǎng)效果的穩(wěn)定性。

谷氨酰胺是細胞生長重要的氮源，在細胞生長代謝過程中起重要作用，但由于谷氨酰胺在溶液中很不穩(wěn)定容易降解，4℃下放置7天即可分解約50%，故谷氨酰胺需在使用前添加。