細胞培養基的種類繁多,細胞培養方式也較多,如何正確地使用培養基及地保持培養基的營養以維持細胞的生長,對每個培養者都很重要。培養基的使用依不同的培養基種類、培養方式、細胞種類的不同而存在差異。
一、細胞培養液的構成
細胞培養液指細胞生長的液體環境,一般指培養液,添加了血清、水解乳蛋白、各種添加劑等可以直接使用的培養液。
1、細胞培養基&血清模式
血清對于在傳統培養基配方中生長和增殖的大多數細胞系來說是需要的,因為大多數單獨的培養基并不能提供細胞生長所需要的全部營養,如MEM培養基,較為常用的量為5%~10%的比例,而特殊的低血清培養基血清量可降至3%左右,細胞的形態和功能不受影響。
2、細胞培養基&乳歐液模式
化學合成培養基現雖已大規模使用,但在某些培養領域水解乳蛋白仍在使用,以補充培養液中缺乏的氨基酸、小肽物質。較為常用的方式是用漢氏(Hanks’ BSS)或歐式(Earle’s BSS)平衡液溶解水解乳蛋白(一般為5‰濃度),即成乳漢(歐)液,再與化學合成培養基(一般為MEM)按比例混合使用(如1:1)。
3、細胞培養基&各類添加劑(生長因子等)模式
成分復雜的培養基還含有許多化合物,包括蛋白質、多肽、核苷、檸檬酸循環的中間產物、丙酮酸及脂類等。已發現當培養基中的血清濃度減少時,這些成分都是必需的。既使在使用血清的情況下,這些成分也可幫助細胞的克隆化培養及維持某些特殊細胞系的生長。激素和生長因子在大多數常規培養基的配方中都沒有注明,但在無血清培養基中通常要加入它們,用其來代替血清中的激素能增加多種不同類型細胞的貼瓶率;生長因子包括FGF家族、EGF、PDGF、IGF-1和IGF-2及白介素等,生長因子和細胞因子有著廣泛的特異性,一般與激素或其它物質起相互協同或加成作用。另一種常見的添加物就是血清替代物,目前已有許多可或部分替代傳統培養液中血清成分的商業產品,其穩定性較好,但批次間仍有差別,產品的成分也不很確定。
二、細胞培養基配制
1、干粉培養基原倍液的配制
1)配制過濾除菌的細胞培養基
(1)閱讀培養基使用說明,確定需要添加何種添加劑(如NaHCO3、L-谷氨酰胺、丙酮酸鈉、HEPES等)。
(2)根據所需將培養基全部倒入一容器中,用少量注射用水(20℃~30℃)將袋內殘留培養基洗下,并入容器。加注射用水至總體積的95%,輕微攪拌溶解。
(3)加入規定量的碳酸氫鈉及所要添加的物質。
(4)輕微攪拌溶解,加注射用水至規定體積。
(5)用1 mol / L 氫氧化鈉溶液或 1 mol / L 鹽酸溶液調pH至所需值。
(6)用0.22 μm濾膜正壓過濾除菌。
(7)溶液應在2℃-8℃下避光保存。
具體使用方法參照培養基包裝袋上的說明書。
2)配制可高壓滅菌細胞培養基
(1)根據所需將培養基全部倒入一容器中,用少量注射用水(20℃~30℃)將袋內殘留培養基洗下,并入容器。加注射用水至總體積的95%,輕微攪拌溶解。
(2)在121℃、15psi下滅菌15分鐘。
(3)待溶液冷卻至室溫,加入無菌0.2 mol / L L-谷氨酰胺溶液規定體積、無菌7.5%(w/v)碳酸氫鈉溶液規定體積,加注射用水(20℃~30℃)至規定體積,混勻。
(4)如果必要,用1 mol / L 氫氧化鈉溶液或 1 mol / L 鹽酸溶液調pH至所需值。
(5)溶液應在2℃-8℃下避光保存。
具體使用方法參照培養基包裝袋上的說明書
2、注意事項
1)細胞培養用水一般為三蒸水(經石英蒸餾器蒸餾)或超純水,醫藥生產上一般為注射用水。
2)建議盡量選擇與所用量相匹配的包裝一次使用,因為包裝一旦打開,組分可能會變質或因受潮而結團。
3)溶解干粉培養基時先加入終體積90%-95%的培養用水,添加劑加完后再補足。
4)如需添加的組分較多時,某一組分溶解后,再添加另一組分。
5)待培養基溶解后再加入碳酸氫鈉,以免產生沉淀。
6)所有成分溶解后,培養基應立即過濾或高壓除菌,以免產生沉淀或有微生物污染。
7)在過濾除菌時,一般情況下應調pH比所需值低0.1~0.2個單位,因過濾除菌后,pH值會升高約0.2。
8)在細胞培養過程中,建議不加或加少量的抗生素,如血清的濃度較低則所加抗生素的量也要相應降低一些。
9)建議用1 N HCl或1 N NaOH來調節培養基的pH,因為用碳酸氫鈉來調對培養液的滲透壓影響比較大。
三、培養基滅菌
培養基的滅菌方法主要有兩種,高壓除菌及0.22 um微孔濾膜過濾除菌。與過濾相比,高壓滅菌的工作強度小,相對便宜,失敗率低,但易造成營養成分的流失。
1、高壓滅菌
某些培養基(如MEM)可進行高壓滅菌,例如清大天一的MEM培養基中的MD605、MD609等。其中不含有L-谷氨酰胺和碳酸氫鈉,可在高壓滅菌后加入。另外可高壓的谷氨酸鹽(如L-丙氨酰-L-谷氨酰胺)可代替L-谷氨酰胺。
為保證高壓滅菌的效果,滅菌設備的驗證很關鍵,可高壓滅菌的培養基在121℃、15psi,15分鐘的條件下可達到滅菌效果及營養成分的最小損失,因此不需將滅菌時間延長。
2、過濾滅菌
大多數培養基采用0.1~0.2 μm孔徑的微孔濾膜進行過濾滅菌,并且已成為培養基除菌的發展方向,它可低限度地減少培養基的營養損失。
四、細胞培養液的儲存
細胞培養液的儲存條件一般為2-8℃、密閉、避光保存,但要注意如下幾點:
1)過濾后的培養液,即添加了血清、谷氨酰胺、抗生素等的培養液要盡快使用,一般在2-3周內使用完。培養液中的L-谷氨酰胺是不穩定的,不同溫度L-谷氨酰胺的降解。
2)滅菌后的未加L-谷氨酰胺等添加劑的培養基溶液,一般可在4℃保存6~9個月,也可冷凍保存,用時解凍。
3)高壓除菌后的培養基應置4℃保存,不能因為其可耐受高溫而忽略儲存溫度。
4)添加某些生長因子、激素等添加物,可能會改變培養液的儲存條件,比如溫度、時間等方面的要求。
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