En av de främsta fördelarna med cellodling är förmågan att manipulera den fysikaliska kemin av cellreproduktion (dvs temperatur, pH, osmotiskt tryck, O2- och CO2-spänning) och fysiologisk miljö (dvs. hormon- och näringskoncentration).Utöver temperaturen styrs odlingsmiljön av odlingsmediet.
Även om den fysiologiska miljön för kultur inte är lika tydlig som dess fysiska och kemiska miljö, en bättre förståelse av serumkomponenter, identifiering av tillväxtfaktorer som krävs för spridning och en bättre förståelse av mikromiljön hos celler i kultur.(Dvs cell-cell-interaktion, gasdiffusion, interaktion med matrisen) tillåter nu att vissa cellinjer odlas i serumfria medier.
1. Kulturmiljö påverkar celltillväxt
Observera att cellodlingsförhållandena är olika för varje celltyp.
Konsekvenserna av att avvika från de odlingsbetingelser som krävs för en viss celltyp sträcker sig från uttryck av onormala fenotyper till fullständigt misslyckande av cellodling.Därför rekommenderar vi att du blir bekant med cellinjen du är intresserad av och strikt följer instruktionerna för varje produkt du använder i ditt experiment.
2. Försiktighetsåtgärder för att skapa en optimerad cellodlingsmiljö för dina celler:
Kulturmedier och serum (se nedan för mer information)
pH- och CO2-nivåer (se nedan för mer information)
Odla plast (se nedan för mer information)
Temperatur (se nedan för mer information)
2.1 Kulturella medier och serum
Odlingsmediet är den viktigaste delen av odlingsmiljön, eftersom det tillhandahåller de näringsämnen, tillväxtfaktorer och hormoner som behövs för celltillväxt, och reglerar odlingens pH och osmotiska tryck.
Även om de initiala cellodlingsexperimenten utfördes med naturliga medier erhållna från vävnadsextrakt och kroppsvätskor, ledde behovet av standardisering, mediakvalitet och ökad efterfrågan till utvecklingen av definitiva medier.De tre grundläggande typerna av media är basalmedia, reducerat serummedium och serumfritt media, och de har olika krav på serumtillskott.
2.1.1 Grundläggande medium
Gibco-cellodlingsmedium
De flesta cellinjer växer bra i basiska medier som innehåller aminosyror, vitaminer, oorganiska salter och kolkällor (såsom glukos), men dessa grundläggande mediaformuleringar måste kompletteras med serum.
2.1.2 Reducerat serummedium
Flaska med Gibco Low Serum Medium
En annan strategi för att minska de negativa effekterna av serum i cellodlingsexperiment är att använda serumreducerade medier.Reducerat serummedium är en grundläggande mediumformel rik på näringsämnen och animaliska faktorer, vilket kan minska mängden serum som krävs.
2.1.3 Serumfritt medium
Flaska med Gibco serumfritt medium
Serumfritt medium (SFM) kringgår användningen av animaliskt serum genom att ersätta serum med lämpliga närings- och hormonformuleringar.Många primärkulturer och cellinjer har serumfria mediumformuleringar, inklusive produktionslinjen för rekombinant protein från kinesisk hamster (CHO), olika hybridomcellinjer, insektslinjerna Sf9 och Sf21 (Spodoptera frugiperda), såväl som för Värden för virusproduktion (till exempel 293, VERO, MDCK, MDBK), etc. En av de främsta fördelarna med att använda ett serumfritt medium är förmågan att göra mediet selektivt för specifika celltyper genom att välja en lämplig kombination av tillväxtfaktorer.Följande tabell listar fördelarna och nackdelarna med serumfria medier.
Fördel
Öka klarheten
Mer konsekvent prestanda
Enklare rening och nedströms bearbetning
Bedöm cellfunktionen noggrant
Öka produktiviteten
Bättre kontroll över fysiologiska reaktioner
Förbättrad cellmediadetektion
Nackdel
Celltypsspecifika mediumformelkrav
Behöver högre reagensrenhet
Nedgång i tillväxten
2.2.1 pH-nivå
De flesta normala däggdjurscellinjer växer bra vid pH 7,4, och skillnaderna mellan olika cellinjer är små.Vissa transformerade cellinjer har dock visat sig växa bättre i en svagt sur miljö (pH 7,0 – 7,4), medan vissa normala fibroblastcellinjer föredrar en lätt alkalisk miljö (pH 7,4 – 7,7).Insektscellinjer som Sf9 och Sf21 växer bäst vid pH 6,2.
2.2.2 CO2-nivå
Tillväxtmediet kontrollerar kulturens pH och buffrar cellerna i kulturen för att motstå förändringar i pH.Vanligtvis uppnås denna buffring genom att innehålla organiska (till exempel HEPES) eller CO2-bikarbonatbaserade buffertar.Eftersom mediets pH beror på den känsliga balansen mellan löst koldioxid (CO2) och bikarbonat (HCO3-), kommer förändringar i atmosfärisk CO2 att förändra mediets pH.Därför, när man använder ett medium buffrat med en CO2-bikarbonatbaserad buffert, är det nödvändigt att använda exogen CO2, särskilt när man odlar celler i öppna odlingsskålar eller odlar transformerade cellinjer i höga koncentrationer.Även om de flesta forskare vanligtvis använder 5-7% CO2 i luften, använder de flesta cellodlingsexperiment vanligtvis 4-10% CO2.Varje medium har dock en rekommenderad CO2-spänning och bikarbonatkoncentration för att uppnå rätt pH och osmotiskt tryck;för mer information, se mediumtillverkarens instruktioner.
2.3 Odling av plast
Cellkulturplaster finns i en mängd olika former, storlekar och ytor för att passa olika cellodlingsapplikationer.Använd cellodlingsplastytguiden och cellodlingsbehållarens guide nedan för att hjälpa dig välja rätt plast för din cellodlingsapplikation.
Se alla Thermo Scientific Nunc cellkulturplaster (reklamlänk)
2.4 Temperatur
Den optimala temperaturen för cellodling beror till stor del på kroppstemperaturen hos värden från vilken cellerna är isolerade, och i mindre utsträckning på anatomiska temperaturförändringar (till exempel kan hudtemperaturen vara lägre än för skelettmuskulaturen ).För cellodling är överhettning ett allvarligare problem än överhettning.Därför är temperaturen i inkubatorn vanligtvis inställd något under den optimala temperaturen.
2.4.1 Optimal temperatur för olika cellinjer
De flesta mänskliga och däggdjurscellinjer hålls vid 36°C till 37°C för optimal tillväxt.
Insektsceller odlas vid 27°C för optimal tillväxt;de växer långsammare vid lägre temperaturer och temperaturer mellan 27°C och 30°C.Över 30°C minskar insektscellernas vitalitet, även om den återgår till 27°C kommer cellerna inte att återhämta sig.
Fågelcellinjer behöver 38,5°C för att nå maximal tillväxt.Även om dessa celler kan hållas vid 37°C kommer de att växa långsammare.
Cellinjer som härrör från kallblodiga djur (såsom amfibier, kallvattenfiskar) kan tolerera ett brett temperaturområde på 15°C till 26°C.
Posttid: 2023-01-01