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实用哺乳动物细胞培养手册

细胞培养基本概念
细胞培养是指从体内组织取出细胞在体外模拟体内环境下,使其生长繁殖,并维持其结
构和功能的一种培养技术。细胞培养的培养物可以是单个细胞,也可以是细胞群。
细胞培养目的与用途
1、科学研究:药物研究开发与基础研究
药物研究与开发
(1) 新药筛选:如化学合成药物药效研究、中药有效成分筛选与鉴定等。
(2) 疫苗研究与开发:如病毒性疫苗的研究与开发(肝炎病毒疫苗、艾滋病疫苗等)、肿
瘤疫苗(多肽疫苗)等。
(3) 基因工程药物研究与开发:如干扰素研究与开发,细胞生长因子研究与开发等。
(4) 细胞工程药物研究与开发:生物活性多肽研究与开发,人参皂甙、紫杉醇等生物活
性成分研究与开发。
(5) 单克隆抗体制备:包括诊断用单克隆抗体,治疗用单克隆抗体。
基础研究
(1) 药物作用机理
(2) 基因功能
(3) 疾病发生机理
2、生物制药
(1) 疫苗生产:如病毒性疫苗(肝炎病毒疫苗、艾滋病疫苗等)、肿瘤疫苗(多肽疫苗)
等。
(2) 基因工程药物生产:如在临床医学中具有治疗价值的一些细胞生长因子如干扰素、
粒细胞生长因子、胸腺肽等
(3) 诊断用和药用单克隆抗体生产
(4) 细胞工程药物生产:生物细胞内的一些生物活性多肽,生物活性物质等
细胞培养基本条件
1、合适的细胞培养基
合适的细胞培养基是体外细胞生长增殖的最重要的条件之一,培养基不仅提供细胞营养
和促使细胞生长增殖的基础物质,而且还提供培养细胞生长和繁殖的生存环境。
2、优质血清
目前,大多数合成培养基都需要添加血清。血清是细胞培养液中最重要的成分之一,含
有细胞生长所需的多种生长因子及其它营养成分。


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3、无菌无毒细胞培养环境
无菌无毒的操作环境和培养环境是保证细胞在体外培养成功的首要条件。在体外培养
的细胞由于缺乏对微生物和有毒物的防御能力,一旦被微生物或有毒物质污染,或者
自身代谢物质积累,可导致细胞中毒死亡。因此,在体外培养细胞时,必须保持细胞
生存环境无菌无毒,及时清除细胞代谢产物。
4、恒定的细胞生长温度
维持培养细胞旺盛生长,必须有恒定适宜的温度。
5、合适的气体环境
气体是哺乳动物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。
细胞培养基种类与基本成分
细胞培养基的种类很多,按其来源分为合成培养基和天然培养基(目前使用的培养基
绝大部分是合成培养基),按其物质状态分为干粉培养基和液体培养基两类。干粉培养基
需由实验者自己配制并灭菌,液体培养基由专业商家提供,用户可直接使用,非常方便。
每种细胞都有其合适的培养基,详见附表 1。
1、合成培养基的主要成分有:氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素及其它辅助物质
氨基酸
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。不同种类的细胞对氨基酸的要求各异,但有几种氨
基酸细胞自身不能合成,必须依靠培养液提供,这几种氨基酸称为必需氨基酸。其中谷氨
酰***是细胞合成核酸和蛋白质必需的氨基酸,在缺少谷氨酰***时,细胞生长不良而死亡。
因此,各种培养液中都有较大量的谷氨酰***。但是,由于谷氨酰***在溶液中很不稳定,应
置于-20℃冰箱中保存,在使用前加入培养液内。已含谷氨酰***的培养液在 4℃冰箱中储
存 2 周以上时,还应重新加入原来量的谷氨酰***。
碳水化合物
碳水化合物是细胞生长主要能量来源,其中有的是合成蛋白质和核酸的成分。主要有
葡萄糖、核糖、脱氧核糖、***酸钠和醋酸等。
无机盐
培养液中无机盐的主要功能是帮助细胞维持渗透压平衡。此外,通过提供钠,钾和钙
离子,帮助细胞调节细胞膜功能。培养液的渗透压是一个非常重要的因素, 细胞通常可耐
受 260mOsm/kg −320 mOsm/kg。标准培养液的渗透压在此范围内波动。特别注意:向培
养液中加入其它物质有可能会明显改变培养液的渗透压,特别是溶于强酸或强碱中的物
质。向培养液中添加 HEPES 时需按以下方法调节钠离子浓度。
缓冲系统
大多数细胞所需 pH 在 - 。但是,细胞培养最适 pH 值随培养的细胞种类不同而
不同。成纤维细胞喜欢较高 pH ( - ), 而传代转化细胞系则需要偏酸 pH ( - )。
由于多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与 CO2 体系进行缓冲,因此,气相中的 CO2 浓度
应与培养液中碳酸氢钠浓度相平衡。如果气相或培养箱空气中 CO2 浓度设定在 5%,培养
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液中 NaHCO3 的加入量为 ;如