动物细胞培养常用方法
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一.细胞增殖周期(cell proliferatinal cycle)概念
细胞周期是描述细胞增殖和分化交替发生变化的概念。而细胞增殖周期主要是从细胞增殖角度赋予细胞活动的概念,两者不应混为一谈。细胞增殖周期是指细胞从一次分裂结束开始生长,到下一次分裂结束所经历的过程。根据细胞增殖周期不同时期的生化特点,划分为四个连续的时期,即G1期(DNA合成前期),S期(DNA合成期),G2期(DNA合成后期),M期(有丝分裂期)。如以G1期为起点,那么细胞增殖周期的各时期应循着G1-S-G2-M的顺序进行,G1、S、G2三期合称为细胞间期,此期完成细胞生长过程。M期完成遗传物质的分配。
因此,细胞增殖周期=间期(G1期+S期+G2期)+分裂期(M期)。
二.培养细胞生命期(life span of culture cells)
很多细胞特别是正常细胞,在体外的生存不是无限的,而是具有一个生命期。索维培养细胞生命期,是指细胞在培养中持续增殖和生长的时间。培养细胞的生命期与细胞的种类、性状和原供体的年龄、健康等情况有关。人胚二倍体成纤维细胞,在不冻存和反复传代条件下,科传30~50代,相当于150~300个细胞
增殖周期,能维持1年左右的生存时间,最后衰老凋亡。如供体为成体或衰老个体,则生存时间较短;其他细胞如肝细胞或肾细胞,生存时间更短,仅能传几代或十几代。只有当细胞发生遗传性改变,如获永生性或恶性转化时,细胞的生存期才可能发生改变。正常细胞培养时,不论细胞的种类和供体的年龄如何,在细胞生命的全过程中,大致都经历以下三个阶段:原代培养期、传代期、衰退期。
三.培养细胞一代生存期
培养细胞的生存空间和营养是有限的,当细胞增殖达到一定密度后,则需要分离出一部分细胞和更新营养液,否则将影响细胞的继续生存,这一过程叫传代(Passage或Subculture)。每次传代以后,细胞的生长和增殖过程都会受一定的影响。传代的频率或间隔与培养液的性质、接种细胞的数量和细胞增殖的速度等有关。接种细胞数量大,细胞基数大。相同增殖速度条件下,细胞数量增加与饱和速度相对要快(实际上细胞接种数量大时细胞增殖速度比稀少时要快);连续细胞系和肿瘤细胞系比初代培养细胞增值快;;培养液中血清含量多时细胞增殖比少时快。以上情况都会缩短传代时间。
所谓细胞“一代”一词,仅指从细胞接种到分离培养时的一段时间,这已成
为培养工作中的一种习惯说法,它与细胞时代或倍增非同意含义。如某一细胞系为第20代细胞,即指该细胞系已传代20次。在细胞一代中,细胞能倍增3~6次。细胞传一代后,一般要经过以下六个阶段:游离期、贴壁期、潜伏期、指数增长期、停滞期、衰退期。
四.无菌操作要求
(一)实验前培养室和超净台的消毒。在工作台面消毒时,切勿将培养细胞和培养用液用紫外线照射;工作台面上的用品不要过多或重叠放置,否则会遮挡射线,降低消毒效果;一些操作用具,如移液器、废液缸、污物盒、试管架等用75%酒精擦拭后置台内同时紫外线照射消毒。
(二)无菌操作工作区域应保持清洁与宽敞,必要物品,如试管架、移液器或吸管头等可以暂时放置,其他实验用品用完后应及时移出,以利气体流通。试剂瓶口和外壁要用75%酒精擦拭后才能带人无菌操作台内。超净台上的物品布局要合理,污物废液缸、酒精棉球缸在右侧位,酒精灯在中央区,试剂瓶在左侧位。实验操作应在操作台中央无菌区域内进行,勿在边缘非无菌区域操作。(三)洗手和着装:严格按照外科手术要求消毒着装,双手用肥皂洗净后,浸泡于消毒液中,并用75%的酒精擦拭。
(四)操作中,小心取出无菌实验用品,避免造成污染。尽量减少手与器材的接触面,学会手指操作。手指不能触及器材使用端及容器瓶口,如触及,需要更换或烧灼后再使用。组织、细胞及培养板在未做处理和使用前,不要过早暴露于空气中。
(五)一切操作,如打开或封闭瓶口,安装吸管、注射器等,都要在酒精灯火焰前方进行。瓶口、吸管、注射器等使用前要经过火焰烧灼后使用。但要注意,
金属器械不能在火焰中长时间烧灼,以防退火c另外,胶塞、橡皮乳头及塑料制品等细胞培养用品过火焰时也不能时间太长,以免烧焦产生有毒气体,危害细胞。(六)试剂瓶顺风斜放在支架上,培养瓶、培养液瓶不要过早打开。容器打开后,用手夹住瓶盖并握住瓶身,倾斜约45°角取用,尽量避免垂直放置以防止下落细菌的污染。吸取液体前,瓶口和吸管应行火焰消毒,吸取液体时避免瓶口和吸管碰撞。吸管不能混用,吸过培养液的吸管不能再烧灼,因残留在吸管内的培养液成分如蛋白质等烧焦后会产生有害物质,吸管再用时会将其带到培养基中。不要在打开的容器正上方操作。瓶口液滴不能倒回瓶内,液滴用于酒精棉球擦拭,瓶口再经火焰消毒。
(七)不同的细胞同时操作时,要专管专用,并要勤换吸管,防止扩大污染和细胞交叉污染。
(八)操作者动作要准确敏捷,尽量避免空气流动。不要面向操作台讲话或咳嗽,避免唾沫将微生物带人超净台内,污染空气。同时应注意自身的安全,对于来自人源性或病毒感染的细胞株应特别小心,并选择适当等级的无菌操作台(至少两级)。操作过程中小心有毒性试剂,例如DMSO及TPA等。实验者离开超净台时,立即用肘关节关闭侧窗口,避免无茵室内细菌随空气流人净化操作区。
五.高压蒸汽灭菌装置
(一)使用方法
1.首先将内层灭菌桶取出,再向外层锅内加入适量的水,使水面与三角搁架相平为宜。
2.放回灭菌桶,并装入待灭菌物品。注意不要装得太挤,以免妨碍蒸汽流通而影响灭菌效果。三角烧瓶与试管口端均不要与桶壁接触,以免冷凝水淋湿包口的
纸而透入棉塞。
3.加盖,并将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内。再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,勿使漏气。
4.通电加热,并同时打开排气阀,使水沸腾以排除锅内的冷空气。待冷空气完全排尽后,关上排气阀,让锅内的温度随蒸汽压力增加而逐渐上升。当锅内压力升到所需压力时,控制热源,维持压力至所需时间。
5.到达灭菌所需时间到后,切断电源,让灭菌锅内温度自然下降,当压力表的压力降至0时,打开排气阀,旋松螺栓,打开盖子,取出灭菌物品。如果压力未降到0时,打开排气阀,就会因锅内压力突然下降而发生意外事故。
(二)注意事项
1.消毒过程中,操作者不能离开工作岗位,要定时检查压力及安全,防止意外事件发生。消毒完毕后从压力蒸汽消毒器中取出的消毒好的物品(不包括液体),应立即放到60℃~70℃烤箱内烘干,再贮存备用,否则,潮湿的包装物品表面容易被微生物污染。但如果消毒物中有液体时,一定要待消毒器冷却后方可打开消毒器的盖,不能先打开阀门放气,否则液体会溢出。
2.不同压力蒸汽所达到的温度不同,不同消毒物品所需的有效消毒压力和时间不同。平衡盐溶液及其他需要灭菌的液体:121℃,10磅(68.95kPa),20min;布类、玻璃制品、金属器械等物品:121℃,15磅(10
3.42kPa)、20min。六.使用血清的注意事项
血清的质量、种类及使用的浓度都有可能影响细胞的生长,而不同批次的血清支持细胞生长的能力也不同,尤其是对克隆细胞的牛长,某些批次血清可能含有毒性或抑制细胞生长的物质。因此,在购买大量血清之前,必须对血清支持细