食品与细胞工程

动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础
动物胚胎或幼龄动 3、动物细胞培养过程： 物的组织、器官
动物组织细胞间隙中 含有一定量的弹性纤 维等蛋白质，将细胞 网络起来形成具有一 定弹性和韧性的组织 和器官。
遗传物质 未改变
单个细胞
胰蛋白酶 （分解弹性纤维） 加培养液
细胞悬浮液 原代培养 10代细胞
细胞培养实验室
3.培养室
1.准备室
准备室
2.缓冲室
风淋
培养室
专用于组织细胞培养的空间，应包括更衣间、缓冲 间、操作间。 内设超净工作台、培养箱等细胞培养的必要设备， 应具备紫外消毒、通风及温控设施。 操作间放置净化工作台及二氧化碳培养箱、离心机 及倒置显微镜等。 缓冲间可放置电冰箱、冷藏器及消毒好的无菌物品 等
如果一个大面积烧伤的病人来说，自体皮肤有 限，其他渠道的皮肤来源不足。如何才能获得大量 的自体健康皮肤？
“人耳鼠”出风头
2001年，一只特别的活老鼠在 北京引起轰动——这是有着一对红 眼睛的、尾巴长长的、浑身没毛的 小白鼠。值得一提的是，这只小白 鼠的背上，竟长着一只几乎与身子 一般大小的“人耳”。这只老鼠背 上的“人耳”是由上海市第九人民 医院副院长、整复外科主任曹谊林 教授利用组织工程技术复制出来的。
风淋室：
风淋室是生物洁净室的理想 配套设备，它不仅可以清除人体 和物品表面附着的尘埃，减少带 入洁净室的灰尘量，而且兼有气 闸室的功能，可防止非洁净空气 的侵入。风淋室的板壁采用轻质 隔热夹芯钢板，吹淋板采用进口 不锈钢制作，吹淋口方向可调， 风淋时间可在30-99秒间的调整。 风淋室可以配合加热器，冬天可 以加热，温度可调，一般控制温 度在30-35℃较为适宜。
超净工作台
也称净化工作台，分
为侧流式、直流式和 外流式三大类。
CO2培养箱
哺乳动物离体细胞培养和体内细胞一样,需要在 恒足温度下才能生存,温差变化一般不应超过0.5度， 因此培养箱对温度应具有较高灵敏度。 CO2培养箱的优点在于能恒定地供应一定量的 CO2,一般5%即可维持培养液pH值稳定。
5) 细胞培养溶液 平衡盐水（BSS）： Hanks 液和Earle液是常用的BSS基础溶液。 pH调整液： NaHCO3溶液、HEPES溶液（二羟乙基哌嗪乙烷磺 酸） 细胞消化液: 胰蛋白酶溶液．EDTA溶液．胶原酶溶液
抗生素溶液： 1) 青、链霉素:每毫升培养液含100U青霉素和100ug 链霉素. 2) 卡那霉素：终浓度为50ug/ml培养液。 3）制霉菌素：浓度25U/ml，小瓶分装，每瓶一次用 完。
二 动物细胞工程 动物细胞培养
动物 细胞 工程 常用 技术
核移植
动物细胞融合 单克隆抗体技术
皮肤烧伤，如果创面很小（不大于硬币）只要 保持清洁，甚至深度烧伤，也可能自愈。如果下层 真皮受损面积较大，常常需要植皮。植皮需要的健 康皮片。植皮需要的健康皮片，可以取自烧伤病人 自身未烧伤的部位（自体植皮），也可取自其他活 人或尸体（异体植皮）等。自体植皮是永久性的， 取自其他人或动物的植皮是暂时性的，是在创面愈 合过程中为保护创面而采取的措施，10～14天后就 要被身体排斥。
6)、无污染环境

培养环境无毒和无菌是保证细胞生存的首要条 件。当细胞放置于体外培养时，与体内相比细胞丢 失了对微生物和有毒物的防御能力，一旦被污染或 自身代谢物质积累等，可导致细胞死亡。因此在进 行培养中，保持细胞生存环境无污染、代谢物及时 清除等，是维持细胞生存的基本条件。
四 细胞培养设施
1、实验室设计 细胞培养是一种无菌操作技术，要求工作环境 和条件必须保证无微生物污染和不受其它有害因素 的影响。细胞培养室和设计原则是防止微生物污染 和有害因素影响，要求工作环境清洁、空气清新， 干燥和无烟尘。 细胞培养室的设计实施原则一般是无菌操作区设在 室内较少走动的内侧，常规操作和封闭培养于一室， 而洗刷消毒在另一室。
第三章 食品与细胞工程
L/O/G/O
本章主要内容
1 2 3 4 5
细胞工程概述
动物细胞工程 植物细胞工程 细胞融合技术 细胞杂交瘤技术与单克隆抗体
一 细胞工程概述
1.1 定义：细胞工程是以生物细胞或组织为研究对 象，利用细胞生物学、发育生物学、遗传学和分 子生物学的理论和方法，应用工程学的步骤，按 照预定目标和设计有计划地改变细胞的遗传物质 并使之增殖，从而生产有用的细胞生物产品或获 得新型生物品种的一门综合性科学技术。 目的：获得新性状、新个体、新物质
天然培养基
直接采用取自动物体液或从组织中提取的成分作培养 液，主要有血清、组织提取液、鸡胚汁等。 血清是天然培养基中最有效和最常用的培养成分。它 含有许多维持细胞生长繁殖和保持细胞生物学性状不 可缺少的未知成分。 使用最普遍的天然培养基是血清，基本以小牛血清 最普遍。血清由于含有多种细胞生长因子、促贴附因 子及其多活性物质。与合成培养基合用，能使细胞顺 利增殖生长。 常用的动物血清主要有牛血清和马血清。牛血清分为 胎牛血清和犊牛血清，前者来源少，价格高；后者要 求刚产下尚未哺乳的小牛，因为哺乳后的小牛血清中 可能含有更复杂的成分。血清中已知的成分主要有蛋 白质、氨基酸、葡萄糖、激素等。蛋白质主要是白蛋 白和球蛋白。
无血清培养基
动物血清成分复杂，各种生物大小分子混合在一 起，有些成分至今尚未搞清楚。血清对细胞生长 很有效，但后期对培养产物的分离、提纯以及检 测造会成一定困难。另外高质量的动物血清来源 有限，成本高，限制了它的大量使用。 无血清培养基不加动物血清，在基础培养基中加 入细胞生长有效因子，激素等。
【讨论】
多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，讨论以下问题： 1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？ 提示：充足的营养供给、适宜的温度、适宜的pH和气体 环境。 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？ 提示：无菌、无毒的环境。
1）恒定的温度:37 ℃


维持培养细胞旺盛生长，必须有恒定适宜的温度。人体细胞培养 的标准温度为36.5℃±0.5℃，偏离这一温度范围，细胞的正常代谢 会受到影响，甚至死亡。培养细胞对低温的耐受力较对高温强，温度 上升不超过39℃时，细胞代谢与温度成正比； 人体细胞在39-40℃1小时，即能受到一定损伤，但仍有可能恢复； 在40-41℃1小时，细胞会普遍受到损伤，仅小半数有可能恢复； 41-42℃1小时，细胞受到严重损伤，大部分细胞死亡，个别细胞仍有 恢复可能； 当温度在43℃以上1小时，细胞全部死亡。
2.2.4 动物组织细胞培养要求
一 体外培养特点: 大多数动物细胞要附在物体表面上生长，动 物细胞培养对营养要求更严格，除氨基酸、维生 素、盐类、葡萄糖外，还需要血清。对环境适应 性差，对环境敏感，包括：pH、溶解氧、温度、 剪切力等比微生物要求更高。
2.3 培养工具:
培养瓶、培养皿、培养管、 多孔培养板等。
氨基酸是细胞合成蛋白质的基本成分，氨基酸中有12种是细胞本 身不合成的，必须由培养液提供。激素有胰岛素、生长激素和多 种生长因子如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、增殖刺激因 子(MSA)、类胰岛素生长因子(IGFl、IGF2)等。
水解乳蛋白、胶原是另外两种较好的天然培养基成分。水解乳蛋 白是乳白蛋白的水解产物，呈蛋黄色粉末状，富含氨基酸。一般 配制成0．5％溶液，微酸性。胶原是从动物真皮中提取的，具改 善细胞表面特性促使其附着生长的作用。
2.2.2 动物细胞培养的应用和概念： 动物细胞培 养就是从动物有 机体中取出相关 的组织,将它分散 成单个细胞,然后, 放在适宜的培养 基中,让这些细胞 生长和增殖.
3 动物细胞的培养过程
取动物器官 和组织 幼龄动物
剪碎组织 的目的？ 胰蛋白酶处 剪碎组织 理的目的？
胰蛋白酶处理 单个细胞 细胞培养
2）pH：7.2-7.４
当pH低于6或高于7.6时的生长会受到影响，甚至死 亡。
用来检测PH的变化：红色--pH7.4， 橙色--pH7.0，黄色--pH6.5，蓝红色--pH7.6， 紫色--pH7.8。
3) 气体：
ＣＯ２有调节pH的作用。 气体是人体细胞培养生存必需条件之一，所需气 体主要有氧气和二氧化碳。氧气参与三羧酸循环， 产生供给细胞生长增殖的能量和合成细胞生长所 需用的各种成分。开放培养时一般把细胞置于 95%空气加5%二氧化碳混合气体环境中。
超净工作台消毒
洗手
操作时因整个前臂伸入工作台内，所以洗手一定要刷洗到肘部，然 后用0.2%新洁尔灭或75%的酒精棉球擦拭。
细胞株
50代细胞
遗传物质 已改变
传代培养
细胞系 无限传代

2.2.3 有关概念
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代 细胞。（分装前的细胞培养） 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成 细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中 继续培养，称为传代培养。
2.2.3 有关概念 细胞株：传代培养的细胞一般传至10代左 右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数 细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传 物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制， 容易传代培养。
4）营养—培养基：
在保证细胞渗透压的情况下，培养液里 的成分要满足细胞进行代谢所需要的各种营养， 如包括必需氨基酸及其他多种非必需氨基酸、 维生素、碳水化合物及无机盐类等。只有满足 了这些基本条件，细胞才能在体外正常存活、 生长。 动物细胞的培养基一般分为天然、合成、 无血清培养基几种，此外细胞培养还需要一些 常用的溶液。
培养器皿 培养器皿包括各种规格的玻璃、塑料培养瓶，培 养皿，吸管，离心管等。
无菌操作的要领
由于体外培养的细胞缺乏机体抗感染功能，所以在一切操作中要 努力作到最大限度的无菌，防止污染。 打开紫外线杀菌灯照射消毒20～30分钟，然后关闭紫外灯，打 开风机，流入的空气是经过除菌板过滤的空气，工作台可保持无菌环 境。