影响细胞生长的几点因素

2019-04-10 11:55


一、温度:
    一般哺乳类及禽类细胞体外培养的适宜温度是37~38℃.温度过高或过低都会影响到细胞的生长.细胞耐受低温的能力比抗热的能力强,在低温下,细胞的代谢活力及核分裂降低.温度低于0℃时,虽影响细胞代谢,但并无伤害作用.把细胞置于23~25℃时,细胞仍能生存和生长,但速度减缓,不过,鱼类细胞的适宜培养温度为23~25℃.若温度过低,在降到冰点以下时,细胞因胞外水和胞质结冰而受损死亡,但若向培养基中加入甘油或二甲基亚砜(DMSO)等保护剂,封入安瓿中后,置于液氮或低温冰箱(-70℃)中,可起保护作用,此时细胞可而耐受-70℃以下温度,能长期储存,解冻后细胞复苏,仍能继续生长增殖,细胞物性状不受任何影响.此为保存细胞的主要手段.
    高温对细胞培养不利.细胞在39~40℃培养1h,会受到一定损伤,但仍有可能恢复,但不能忍受温度再升高2℃,持续数小时,即在41~42℃培养1h,细胞操作严重,温度到43℃以上时细胞多数被杀死.高温主要引起酶的灭活、类脂质破坏、核分裂的破坏,产生凝固酶使细胞发生凝固,另外使蛋白质变性.因此,体外培养细胞时一定要避免高温.
二、渗透压:
     细胞在高渗透溶液中低渗溶液中,可以立即发生皱缩或肿胀、破裂.所以,渗透压是体外细胞培养的重要条件.哺乳动物和其他动物组织细胞体外培养的渗透压的维持主要与NaCl有关,但不能忽视其他电解质与渗透压的关系,渗透压与单位体积溶剂内溶质的分子数和离子娄成正比.为此,按一定比例控制培养基中离子平衡,维持正常渗透压是很重要的.这不仅是为了维持细胞张力,而且是为了调节细胞的代谢.因为细胞外离子输送和离子浓度改变着其他营养物质的输送(如氨基酸、糖等),直接影响细胞基本合成系统.
    理想的渗透压因细胞的类型及种族而异,人血浆渗透压为290mmol/L,被视为是体外培养人类细胞的理想渗透压.哺乳动物细胞的渗透压一般为290~300mmol/L.人胚肺成纤维细胞为250~325mmol/L,鼠细胞则为310mmol/L左右.在实际应用中,260~320mmol/L的渗透压可适于大多数细胞.常用培养基的渗透压值
三、气体环境和PH值:
    体外培植细胞需要理想的气体环境,氧和二氧化碳石细胞生存必需的条件.
    1、氧:
    氧参加细胞的三羧酸循环,产生能量以供应给细胞生长、增殖和合成各种所需成分.有些细胞在低氧条件下,可借糖酵解取得能量,单多数细胞低氧时不能生存.氧张力通常维持在略低于大气状态,若氧分压超过大气中氧的含量可能对有些细胞有害.
    2、二氧化碳:
    采用开放式培养时(碟或培养瓶松盖培养或培养板培养),一般要把细胞置于95%空气加5%二氧化碳的混合气体环境中.CO2既是细胞的代谢产物,又是细胞生长所必需的成分,并与维持培养基的pH值有关.在密闭瓶中CO2浓度偏低的情况下,细胞容易生长,一般不能低于1%,否则有损细胞.CO2增加将使pH值下降.
    3、pH值:
    大多数细胞适于在pH7.2~7.4条件下生长,低于pH6.8或高于pH7.6对细胞有害,甚至退变或死亡各种细胞对pH值的要求不尽相同.一般原代培养细胞对pH值的碱性的耐受比对酸性的耐受差,偏酸的环境比偏碱的环境对细胞生长有利.为了维持培养环境恒定的pH值,多采用在培养基中加入磷酸盐等缓冲剂的方法.磷酸缓冲剂中的NaHCO3可供给CO2,但CO2易于逸出,故只适用于封闭式培养.若开放式培养还是置于含有5%CO2的气体环境中为宜.为克服NaHCO3调整的麻烦,也可用羧基哌唪硫磺酸(N-2 –hydroxyethyl piperazine-N’ethanesulfonic acid,Hepes),它对细胞无毒性,主要作用是防止pH值迅速变动,在开瓶通气培养或活细胞观察时能维持较恒定的pH值.
四、无毒和无菌:
    无毒和无菌是体外培养细胞的首要环境条件.细胞在深入活体内,偶尔有细菌或有害物质入侵,因体内有强大的解毒系统和免疫系统,可将其解毒或清除,而不易受损害.但在离体的环境中,失去了防御系统,一旦有害物质入侵或细菌污染,可导致细胞死亡,前功尽弃.如培养瓶、培养皿、支持物、培养基、瓶塞上有细胞毒性,在培养过程中可导致细胞死亡因此,在选用这些器皿、材料时要注意,若这些物品消毒不彻底,带菌或操作过程不小心使细胞污染,也会导致细胞死亡.若出现交叉污染,可使实验室原来的细胞系失去原有特性,应引起足够的重视.
 

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