细胞培养---原代培养---传代培养

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目录
一. 细胞培养基本概念 二. 细胞培养基本要求 三. 细胞培养基本技术
细胞培养定义
定义:
模拟机体内生理条件,将细胞从机体中取出,在人工条件下使其 生存、生长、繁殖和传代,进行细胞生命过程、细胞癌变、细胞工程 等问题的研究。
优点:
1.活细胞:同时、大量、均一性、重复性; 2.可控制: 各种物理、化学、生物等因素可调控; 3.研究方法多样:倒置、荧光、电子、激光共焦显微镜、流式细胞术、
自动双重纯水蒸馏器
纯水仪
酶标仪
微孔板震荡器
培养器皿
Culture flask
Culture Plate
常用玻璃器皿清洗
浸泡(自来水)、刷洗(洗衣粉)、酸泡(24小时)、 流水冲洗、蒸溜水浸泡和冲洗、50℃烘干
清洁液的配制
细胞培养基
干粉培养基和液体培养基
干粉培养基需使用者自己配制并灭 菌,其优点是价格便宜。缺点是配 制过程繁琐,质量不易控制
对数生长期:
细胞数随间变化成倍增长,活力最佳,最适合进行实验研究。
停止期(平台期):
细胞长满瓶壁后,细胞虽有活力但不再分裂 机制:接触抑制、密度依赖性
二、细胞培养基本要求
常用仪器设备 培养器皿 培养基 血清 其他细胞培养试剂
培养细胞生长的条件
1 细胞的营养需要
原代培养与细胞系
原代培养
(primary culture) 从动物机体取出的进 行培养的细胞群。生 长缓慢,繁殖一定的 代数后(一般10代以 内)停止生长。
细胞株
(cell strain) 从原代培养细 胞群中筛选出 的具有特定性 质或标志的细 胞群,能够繁 殖50代左右, 在培养过程中 其特征始终保 持。
4. 勿将血清置于37℃太久,若在37℃放置太久,血清会变得混浊,同时血清中许多较 不稳定之成份亦会因此受到破坏,而影响血清之品质
血清沉淀物
凝絮物:发生之原因有许多种,但普遍之原因是血清中之脂蛋白 (lipoprotein) 变性及解冻后血清中存在之血纤维蛋白(fibrin) 造成, 这些凝絮沉淀物不会影响血清本身之品质。若欲减少这些凝絮沉淀 物,可用离心3000 rpm, 5 min 去除,或离心后上清液可以加入培 养基中一起过滤。不建议用过滤步骤去除这些凝絮沉淀物,因为会 阻塞过滤膜。
• 体外培养的细胞增殖能力不是无限的,传代次数有一 定的界限,称为“ Hayflick极限”。
• 传代次数与物种寿命有关:小鼠寿命3年,传代12次; 龟寿命200年,传代140次。
• 传代次数与个体年龄成反比:人胚胎,40-60代; 幼 年,20-40代;成年,10-30代;早老病儿童,2-10代。
酚红
大多数培养液中使用酚红作为pH 指示 红色表示中性pH 黄色代表酸性pH 紫色表示碱性pH
在一些特殊培养液中不含酚红 因为已有一些研究表明:酚红能模拟类固醇激 素(尤其是雌激素)样作用
细胞培养用液的配制
水:新鲜配置的三蒸水或去离子水
平衡盐溶液:无Ca2+、Mg2+的缓冲液
液体培养基是由专业厂家按标准规 模化生产,不仅质量得到保证,而 且使用十分方便
常用的培养基种类
RPMI-1640(标准型)、DMEM-高糖 (标准型)、DMEM-低糖(标准型)、 McCoys 5A、M199、F12等
培养基的选择
没有一定的标准,有几点建议可供参考:
1. 建立某种细胞株所用的培养基应该是培养这种细胞首选的 培养基。可以查阅参考文献,或在购买细胞株时咨询。
超净台
超净工作台的工作 原理是利用鼓风机
驱动空气遁过高效 滤器除去空气中的 尘埃颗粒,使空气 得到净化。净化空 气徐徐通过工作台 面,使工作台内构 成无菌环境。
滤器
CO2培养箱
CO2培养箱设定的条件为37 ℃ ,5%CO2 。 使用CO2培养箱培养细胞时应注意的问题: ①用螺旋口瓶培养细胞时,需将瓶盖 微松,以保证通气。 ②保持培养箱内空气干净。定期消毒 (90 ℃ ,14 h)。 ③箱内火菌蒸馏水3000毫升蒸馏水槽中 以保持箱内湿度,避兔培养液蒸发。
细胞系资源
• The American Type Culture Collection (ATCC) • The European Collection of Animal Cell Culture (ECACC) • National Institute of Health (NIH), USA • National Cancer Institute (NCI), USA
2 细胞的生存环境
温度: 37 ℃
O2
CO2: 5%
CO2 +H2O ← →H2CO3 ← →H+ + HCO3-
pH: 7.2-7.4
渗透压
3 无污染
4 无毒
常用仪器设备
超净工作台,压力蒸汽消毒器,电热干燥箱,滤器,酸缸 CO2培养箱 倒置显微镜 酶标仪、微孔板震荡器 液氮罐 自动双重纯水蒸馏器,纯水仪 耗材:培养瓶,吸管,电动吸引器,培养板, 冻存管
另一批号的血清。
如何避免沉淀物的产生?
解冻血清时,请按照所建议的逐步解冻法(-20℃至4℃至室温),若血清 解冻时改变的温度太大(如-20℃至37℃),实验显示非常容易产生沉淀物。
解冻血清时,请随时将之摇晃均匀,使温度及成分均一,减少沉淀的发 生。
请勿将血清置于37℃太久。若在37℃放置太久,血清会变得混浊,同时 血清中许多较不稳定的成分也会因此受到损害,而影响血清的质量。
免疫组织化学、原位杂交、同位素标记; 4.应用广: 不同物种、不同年龄、不同组织、正常或异常(肿瘤);
缺点:
人工所模拟的条件与体内实际情况仍不完全相同; 当细胞被置于体外培养后,生活在缺乏动态平衡的环境中,时间久了,
必然发生变化。
细胞培养的基本概念
传代: 细胞在培养器皿中生长一定时间后,被分开接种到
调节pH值至7.2
加血清(终浓度 10%)
细胞消化液
分离组织和分散细胞 常用的有胰蛋白酶和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)两种溶液,单独或混
合使用 胰蛋白酶溶液 主要作用:使细胞间的蛋白质水解,使细胞相互离散 消化细胞时,加入一些血清或含血清的培养液,能终止消化作用 EDTA·4Na 溶液 一种化学螯合剂,对细胞有一定的离散作用,而且毒性小,价格低
游离期 贴壁期 潜伏期 对数生长期 停止期(平台期)
游离期:
细胞接种后在培养液中呈悬浮 状态.也称悬浮期。此 时细胞质回缩,胞体呈圆球形。
10分钟一4小时
贴壁期:
细胞附着于底物上,游离期 结束。细胞株平均在10分钟一4小时 贴壁。
底物:胶原、玻璃、塑料、其它细胞等
2. 其它实验室惯用的培养基不妨一试,许多培养基可以适合 多种细胞。
3. 用多种培养基培养目的细胞,观察其生长状态,可以用生 长曲线、集落形成率等指标判断,根据实验结果选择最佳 培养基,这是最客观的方法,但比较繁琐。
血清使用注意事项
1. 血清必须贮存于–20 ~ -70℃,若存放于4℃,请勿超过一个月。如果一次无法用 完一瓶,可将40~45 ml 分装于无菌50 ml 离心管中,由于血清结冻时体积会增加 约10 %, 必须预留此膨胀体积之空间,否则易发生污染或容器冻裂之情形。
配制好的培养液(含谷氨酰胺)在4℃放置2周以上时,要重新 加入原来量的谷氨酰胺,故需单独配制谷氨酰胺,以便临时加 入培养液内
使用终浓度为1-4mM 一般配制为100倍浓缩液,即浓度为200mM(29.22g/L) 配制方法为 :谷氨酰胺2.922g溶于三蒸水加至100ml即配成
200mM的溶液,充分搅拌溶解后(应加温30℃),过滤除菌,分 装小瓶,-20℃保存,使用时可向100ml培养液中加入0.5-2ml谷 氨酰胺浓缩液,终浓度为1-4mM
有限细胞系,无限细胞系 细胞系 cell line 细胞株 cell strain
培养细胞的特性
培养细胞的生长方式
贴附生长: 必须贴附于支持物表面才能生长。见于各种实体瘤细胞 悬浮生长: 于悬浮状态下即可生长,不需要贴附于支持物表面。见
于各种造血系统肿瘤细胞
每代贴附生长细胞的生长过程
庆大霉素:每毫升100单位——方便、广谱、稳定
基础培养基 血清 碳酸氢钠 青、链霉素
完全培养基的组成
80%一95% 5%一20% 2.0 g/L 各100单位/毫升
培养基的配制
RPMI-1640培养粉
1袋
碳酸氢钠
2.0 g
青、链霉素
各100单位/毫升
加三蒸水 至 1000ml, 过滤除菌。
血清中有促使细胞贴壁的冷析球蛋白和纤粘素、胶原等糖蛋白 (生长基质),这些带正电荷的糖蛋白的促贴壁因子先吸附于底 物上,悬浮细胞再与吸附有促贴壁因子的附着。
进口塑料培养瓶涂有生长基质(化学合成的功能基团)
潜伏期
此时细胞有生长话动,而无细胞分裂。细胞株潜伏期 一般为6~24小时。
压力蒸汽消毒器:湿热消毒,用途广
电热干燥箱:干热消毒(160 ℃ ,2小时)。主要用干玻璃
器皿消毒
滤器:过滤除菌:大多数培养用液,如人工合成培养基、血清、
酶液等均采用滤过法除菌
超净工作台:为细胞操作提供无菌环境
紫外灯 :紫外线消毒。 主要用于培养室空气、操作台、塑料
培养皿和培养板等表面消毒
细胞系
(cell line) 从肿瘤组织 培养建立的 细胞群或培 养过程中发 生突变或转 化的细胞, 在培养条件 下可无限繁 殖
克隆
(clone)亦称无 性繁殖系或无性 系。对细胞来说, 克隆是指由同一 个祖先细胞通过 有丝分裂产生的 遗传性状一致的 细胞群。
原代培养细胞的生命归宿
原代培养期 传代期 衰退期
新的培养器皿中。 原代培养 取自体内新鲜组织并置于体外条件下生长的细胞在
传代之前称为原代培养。

接触抑制(Contact inhibition)
细胞相互接触时,将停 止增长;
细胞停留在细胞周期的 G0期;
转化的细胞却可以继续 生长导致细胞重叠堆积 生长。
细胞传代次数(Passage Number)
2. 血清解冻步骤(逐步解冻法): -20℃或–70℃至4℃冰箱溶解一天,至室温下全溶后 再分装。在溶解过程中须规则摇晃均匀(小心勿造成气泡),使温度与成分均一,减 少沉淀的发生。勿直接由–20℃直接至37℃解冻,因温度改变太大,容易造成蛋白 质凝结而发生沉淀。
3. 热灭活(heat-inactivation)是指56℃, 30 分钟加热已完全解冻之血清。此热处 理之目的是使血清中之补体成份(complement) 去活化。除非必须,一般不建议作 此热处理,因为会造成沉淀物之显著增多,且会影响血清之品质。
显微镜下观察之“小黑点”:通常经过热处理之血清,沉淀物的形 成会显著的增多。有些沉淀物在显微镜下观察像是“小黑点”,常 会误认为血清遭受污染,而将血清放在37℃中欲培养此“微生物“, 但在37℃环境下,又会使此沉淀物增多,更会误认为微生物之增殖, 但以培养细菌之培养基检测,又没有污染。一般而言,此小黑点应 不会影响细胞之生长,但若怀疑此血清之品质,应立即停用,更换
廉,使用方便
常用工作液浓度为0.02%。 注意:使用EDTA 处理细胞后,要用平衡盐液冲洗干净,因残留的 EDTA 会影响细胞生长
血清的热灭活非常容易造成沉淀物的增多,若非必要,可以无须做此步骤。
若必须做血清的热灭活,请遵守56℃,30分钟的原则,并且随时摇晃均 匀。温度过高,时间过久或摇晃不均匀,都会造成沉淀物的增多。
谷氨酰胺
谷氨酰胺在细胞代谢过程中起重要作用,合成培养基中都要添 加,由于谷氨酰胺在溶液中很不稳定容易降解,4℃下放置7天 即可分解约50%,所以都是在使用前添加
PBS:NaCl
8.0 g
KCl
0.2 g
Na2HPO4.H2O
KH2PO4 加水至1000 ml
1.56 g 0.20
抗菌素的使用:
在培养液配制后,培养液内常加适量抗菌素,以抑制可能存 在的细菌的生长。
通常是青霉素和链霉素联合使用。培养基内青霉素、链霉素 最终使用浓度为每毫升100单位。
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