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细胞生长过程中被影响的因素

日期:2024-05-31浏览:65次

      细胞在体外进行培养失去了机体的调节和控制,因此除满足营养的要求外,还必须使细胞生存环境昼接近活体的环境,外环境的培养条件如温度、渗透压、酸碱度等均能影响细胞的生长。

一、温度:

1.一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℃。

2.温度过低,降到冰点以下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。(这是保存细胞的主要手段)

3.高温对细胞培养不利。细胞在39~40℃培养1h,会受到一定损伤,但仍有可能会恢复,但温度不能再升高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。故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。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,也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。

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,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,细胞株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,失去防御系统,有害物质入侵或细菌污染,会导致细胞死亡。
  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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