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细胞生存环境与代谢

2023-05-30 10:24:03
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  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。细胞生存基本条件有环境、温度、气体环境和氢离子浓度、基本营养物质、促生长因子、激素、渗透压等因素。

  细胞生存环境和代谢

  一、无污染环境

  无菌、无毒是保证细胞生存的首要条件。保证细胞生存环境无任何污染、代谢物及时清除,是维持细胞生存的基本条件。

  二、温度:35~37℃

  人哺乳动物:36.5℃±0.5℃;

  鸟类:38.5℃;

  培养细胞对低温耐受力比高温强;温度上升不超过39℃时,细胞代谢强度与温度成正比。

  39~40℃1小时,受损伤的细胞可能恢复;

  41~42℃1小时,严重损伤,个别细胞恢复;

  43℃以上1小时,细胞全部死亡;

  温度不低于0℃时,细胞代谢有影响,无伤害作用;

  置于 25~35℃,细胞能生存,但生长速度减慢;

  放在 4℃ 数小时;再放回 37℃ 细胞仍继续生长。

  细胞代谢随温度降低而缓慢,温度降至冰点以下时,细胞因胞质结冰受损而死亡。

  在培养液中加一定量保护剂(二甲基亚砜或甘油),封入安瓿中后,冻于液氮中,- 196℃,能长期贮存,解冻后细胞复苏,仍能继续生长,细胞的生物性状不受任何影响,此为细胞保存的主要手段。

  三、气体环境和氢离子浓度

  气体:氧气和二氧化碳。

  氧气:参与三羧酸循环产生能量供给细胞生长、增殖和合成各种所需成分。

  开放式培养(碟皿或培养瓶松盖培养)细胞置于95%空气加5%二氧化碳混合气体环境中。

  CO2:细胞代谢产物, 是细胞所需成分。

  主要作用:维持培养基的pH值。大多数细胞的适宜pH7.2~7.4,偏离此范围对细胞将产生有害的影响。

  有些细胞存在差异。如羊水细胞培养检测染色体时pH为7.6。

  细胞耐酸比耐碱性大一些,在偏酸性环境中更有利于细胞生长。

  为了维持培养液恒定的pH,常用磷酸缓冲剂方法。

  磷酸缓冲剂中NaHco3,可供给CO2但容易逸出,适用:封闭式培养的细胞(无CO2培养箱)。

  Hanks平衡液:含有低浓度的NaHCO3,当打开含有Hank液培养瓶时,CO2迅速逸出而导致酚红指示剂变红,表明培养液pH变碱,细胞在碱性的环境中时间过长可使细胞碱中毒。

  羟yi基pai嗪乙硫磺酸(N`-2-Hydroxyethyl Piperazine-N`-Ethanesulfonic Acid缩写HEPES)。

  HEPES:对细胞无毒性也不起缓冲作用,主要作用是:防止pH迅速变动,在开瓶通气培养或活细胞观察时能维持恒定的pH。

  四、基本营养物质

  与体内基本相同,除碳水化合物、氨基酸、脂类三大类营养物质外,一定量的无机盐、维生素和微量元素等,但需要的量以及代谢方式与体内细胞不尽相同。

  1.糖:葡萄糖、核糖、丙酮酸、六碳糖

  六碳糖是主要的能源通过糖酵解形成乳酸和通过柠檬酸形成CO2。

  胚胎细胞和一些转化细胞的培养基中常见到乳酸堆积现象。

  糖是合成某些氨基酸的原料;

  经过乙酰fu酶A(CoA)合成脂肪;

  经过糖解磷酸通路能合成核酸。

  2.12种基本氨基酸

  精氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸。

  谷氨酰胺:作为氮源、碳源,能促进各种氨基酸进入细胞。

  3.维生素:Vit A、D、E、K、B族、C

  4.无机盐: Fe++、 Zn++、Cu++

  五、促生长因子、激素

  如:胰岛素——促进葡萄糖、氨基酸的吸收。

  氢化可的松——细胞粘着,增殖。

  六、渗透压

  7.6个大气压(5776mmHg)=770KPa。

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