细胞悬浮培养

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是指将一定量的细胞或细胞团分散在一定容 积的培养基中进行培养,目的是建立单细胞培 养物。
分批培养的特点
在培养过程中除了气体和挥发性代谢产物可 以同外界空气交换外,一切都是密闭的,当培养 基中的主要营养物质耗尽时,细胞的分裂和生长 即行停止。
分批培养所用的容器
一般是100~250 ml三角瓶, 每瓶中装有20~75 ml培养 基。
一是化学恒定式; 二是浊度恒定式。
5.2 细胞悬浮培养的培养基
能用来建立生长快、易散碎的愈伤组织的培 养基,一般来说也同样适用于建立该物种的悬浮 培养,只是琼脂当然要从中去掉。
条件培养基的使用方法
条件培养基是在其中曾培养过一段时间植物组 织的培养基。
简便方法是把在液体培养基中培养了4~6周的 高密度细胞滤掉,而用它的培养基制成悬滴或薄层 来培养单细胞或低密度细胞群体。
(一)饥饿法
在这种方法中,先对细胞断绝供应一种进行 细胞分裂所必需的营养成分或激素,使细胞停滞 在G1期或G2期,经过一段时间的饥饿之后,当重 新在培养基中加入这种限制因子时,静止细胞就 会同步进入分裂。
(二)抑制法
使用DNA合成抑制剂如5-氨基尿嘧啶、羟基脲和 胸腺嘧啶脱氧核苷等,也可使培养细胞同步化。当 细胞受到这些化学药物的处理之后,细胞周期只能 进行到G1期为止,细胞都滞留在G1期和S期的边界 上。当把这些抑制剂去掉之后,细胞即进入同步分 裂。应用这种方法取得的细胞同步性只限于一个细 胞周期。
悬浮在排出液中的细胞经机械方法收集起来 之后,又被放回到培养系统中。
随着培养时间的延长,细胞数目不断增加。
开放型连续培养的特点
注入的新鲜培养液的体积与流出的原有培养液 及其中细胞的容积相等。
培养物的生长速度永远保持在一个接近最高值的 恒定水平上(通过调节流入和流出的速度) 。
开放型培养又可分为两种主要方式: (控制生长速度的方法)
旋转培养器
液晶屏双层震荡培养器
磁力搅拌培养器
5.3 悬浮培养细胞的同步化
同步培养是指在培养中大多数细胞都能同时通过 细胞周期的各个阶段(G1,S,G2和M)。同步性程度 以同步百分数表示。
确定同步性的参数 ①在某一时刻处于细胞周期某一点上的细胞的百 分数;
②在一个短暂的具体时间内通过细胞周期中某一 点的细胞的百分数;
培养基的振荡
首先,它可对细胞团施加一种缓和的压力使它 们破碎成小细胞团和单细胞;
其次,振荡可以使细胞和小细胞团在培养基中保 持均匀的分布。
此外,培养基的运动还会促进培养基和容器内空气之 间的气体交换。
在悬浮培养中,为了使培养基能不停地运动,可以 使用各种类型的设计。
(1)旋转培养 (2)往返震荡培养 (3)旋转震荡培养 (4)搅动培养
为了使分批培养的细胞能不断增殖,必须进行继代,方 法来自百度文库取出培养瓶中一小部分悬浮液,转移到成分相同的新鲜 培养基中(大约稀释5倍)。
滞后期的长短主要取决于在继代时原种培养细 胞所处的生长期和转入细胞数量的多少。
当转入的细胞数量较少时,不但滞后期较长, 而且在一个培养周期中细胞增殖的数量也少。
如果转入的细胞密度很低,则在加入培养单细胞 或小群体细胞所必需的营养物质之前,细胞将不能 生长。
5 细胞悬浮培养
细胞悬浮培养(cell suspension culture)
是指将游离的单细胞或细胞团按照一定的细 胞密度悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
这种培养方法能提供同步分裂的、增殖迅速的大 量细胞,可用于大规模的工业化生产。
5.1悬浮培养的方法
分批培养 连续培养
(一)分批培养(batch culture)
(二)连续培养(continuous culture)
指在培养过程中,不断注入新鲜培养基,排
掉用过的培养基,保持培养物的容积恒定,使培养 液中的营养物质得到不断补充。
连续培养图示:
加入培养基
排出培养基及其培养物
连续培养的类型
封闭型 开放型
封闭型连续培养的特点
排出的旧培养基由加入的新培养基进行补充, 进出数量保持平衡。
在对悬浮培养细胞进行继代时可使用吸管或注 射器,但其进液口的孔径必须小到只能通过单细 胞和小细胞团((2-4个细胞),而不能通过大的 细胞聚集体。继代前应先使三角瓶静置数秒,以 便让大的细胞团沉降下去,然后再由上层吸取悬 浮液。
但是必须记住,即使在分散程度最好的悬浮液 中也存在着细胞团,每个细胞团由几个或几十 个细胞组成,只含有游离细胞的悬浮液是没有 的。这是因为植物细胞具有集聚在一起的特性, 由一个初始细胞经过分裂产生的若干个子细胞, 不能像子代细菌那样各自分散在培养液中。
另外,如果缩短两次继代的时间间隔,例如, 每2~3d即继代一次,则可使悬浮培养的细胞一 直保持对数生长。
据报道,加入条件培养基(即在其中曾培养过一 段时间植物组织的培养基)可以显著缩短滞后期 的长度。
如果使处在静止期的细胞悬浮液保存时间太 长,则会引起细胞的大量死亡和解体。因此,当 细胞悬浮液达到最大干重产量之后,即在刚进入 静止期的时候,须尽快进行继代。
③全部细胞通过细胞周期中某一点所需的总时间占 细胞周期时间长度的百分数。
悬浮培养细胞同步化的方法有两类:
物理方法和化学方法。
物理方法主要是通过对细胞物理特性(细胞或小细 胞团的大小)或生长环境条件(光照、温度等)的 控制,实现高度同步化,其中包括按细胞团的大小 进行选择的方法和低温休克法等。
化学方法的原理是使细胞遭受某种营养饥饿,或 是通过加人某种生化抑制剂阻止细胞完成其分裂 周期。化学方法中常用的有饥饿法和抑制法两种。
提高细胞分散程度的方法
1. 尽可能使用易散碎的愈伤组织 愈伤组织的结构是受遗传因子控制的,因而
有时无论采用什么办法也难于使细胞充分分散。 不过,一般来说,如果培养基的成分和继代方法 选用得当,总有可能提高细胞的分散程度。
如果把愈伤组织在半固体培养基上保存2-3个继代周期, 其松散性常会增加。
2. 加入特殊物质(较少细胞之间的联系、减慢细胞分裂
的速度)
已知加入2, 4-D,少量水解酶(如纤维 素酶和果胶酶),或加入酵母浸出液一类的 物质,都能促进细胞的分散。
3.加新鲜培养基
如果每隔1d加一次新鲜培养基,使生物量 与培养基容积之比保持为2,这样,悬浮培养 细胞即可长期保持在对数生长晚期,于是就有 可能使细胞最大程度分散。
4.选择单细胞和小细胞团进行继代
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