第七章細胞培養

2022-11-23 23:27:10 字數 2879 閱讀 8532

一、細胞培養的意義

1.涵義

包括懸浮細胞培養和單細胞無性系培養。

懸浮細胞培養:是將組織培養物分離成單個細胞並不斷擴增細胞的液體培養技術

單細胞無性系培養:是在特殊條件下離體培養植物單細胞,通過細胞**形成細胞團,後經細胞再分化形成根、莖、葉等器官,或經胚狀體,最後長成完整植株

2.簡史

上世紀初,haberlant分離和培養了顯花植物單個葉細胞,這是對單細胞培養的最早嘗試

到目前為止,不僅能培養游離的單細胞,還能使其**,並分化成完整植株

3.意義

基礎理論研究方面:細胞代謝的研究、細胞對環境刺激的反應以及對理化刺激的反應

細胞全能性理論

遺傳育種方面:有利於突變體的選擇、誘導多倍體、遺傳轉化的良好受體

工業上的應用:用來大規模、工業化生產次生化合物細胞代謝的研究

優越性 利用細胞培養,在單細胞中某種天然植物成份的累積高於植株個體

利用細胞培養,細胞增殖的速度比愈傷組織或植物生長的快,並且適合大規模培養

二、細胞懸浮培養

(一)、細胞懸浮液的製備

1. 材料

愈傷組織:反覆繼代,愈傷組織結構鬆散,易於破碎

無菌的幼苗或吸脹的胚胎:幼嫩、易於破碎

2. 方法

機械法:

成熟葉片——撕去表皮——刮取葉肉細胞——培養基中培養——**——細胞團

改進:成熟葉片——研碎勻漿——過濾離心——上清液培養

不足:得到的單細胞數量少

酶解法:

植物組織研碎或鬆散的愈傷組織——e+基本培養基——120r/min振盪——30μm過濾——離心——棄上清液——沖洗(緩液+vp調節劑+營養物)——懸浮培養

用酶製劑(果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶)從植物組織或愈傷組織直接製備單細胞

不足:e 製劑對細胞有一定傷害,影響其生長

優缺點:

能產生大量單細胞

但需時間過長

由於多次繼代,使細胞再分化能力下降

(二)、細胞培養中應用的三種基本體系

1. 成批培養(分批培養)

培養基體積限定,當基本營養耗盡時,細胞生長停止,如及時轉換培養基進行繼代培養就稱為分批培養。

2. 半連續培養

定期排出原來的培養基,同時注入新鮮培養基,使培養具有一定連續性

3. 連續培養(類似微生物發酵罐)

培養基不斷的流出和注入,使細胞一直處於擴增狀態

目的 進行大規模細胞培養

型別: 密閉型:將流出的培養基經沉澱後再放回原培養容器中

開放型:流出懸浮液不返回原培養器中,而是注入新的培養基,使注入與流出達到平衡,從而使細胞增殖保持恆定狀態

檢測方法:

化學穩定法:通過注入限制細胞生長的一種或多種營養物質來調節細胞的生長速度,從而限制細胞濃度(n、p、糖等)

濁度穩定法:用比濁計監測培養液混濁度,確定是否注入新鮮培養基

(三)、細胞培養的裝置

搖床、轉床

改善通氣狀況

注意轉速和衝程

(四)、細胞懸浮培養的注意事項

1.培養基

a.選用易於使細胞單離的培養基

常用ms,b5.往往是一種無機鹽或一組化合物對細胞集聚發生影響

不同植物種類適用的培養基種類不同

b.注意ph的穩定性

懸浮培養時ph變動較大。例: ph 4.8-5.4的培養基-----接近中性

ph穩定採用加入edta或ph緩衝液

2. 注意接種密度

懸浮培養細胞能否增殖**與接種密度關係密切

密度低:細胞對培養基的要求越嚴格

密度高:養分消耗太快

通常選臨界起始細胞密度作為初始細胞培養密度

臨界起始密度:使懸浮培養細胞能夠增殖的最少接種量, 0.5-2.5×105個/ml

3.注意及時繼代培養

細胞數目增長的變化呈「s」曲線

延遲期:細胞數目增長很少

對數期:細胞數目迅速增長

直線生長期:細胞增長速度保持不變

減慢期:細胞增長速度下降

靜止期:細胞數目不增加

1>、通常在靜止期之初進行繼代培養

(初始0.5-2.5×105個/ml----靜止4×106個/ml,即每個細胞平均**4-6次,約18-25天完成

若用貯備液則週期較長,21-28天,因其處於靜止期

用對數生長期末的細胞繼代可加快細胞的增殖,8-9天,因其無延遲期)

2>、及時繼代使細胞保持**增殖能力,否則失去**能力,甚至自溶死亡

3>、存在細胞「老化」問題

4.注意培養物被汙染:

加入抗生素

鏡檢或平板培養檢查是否汙染

(五)、細胞懸浮培養與生物合成產物的工業化生產

50年代,人們就意識到利用培養離體植物單細胞生產有經濟價值的植物成分

60年代,可常規的進行植物大量培養,生物合成產物逐漸熱了起來

目前,利用懸浮培養技術得到的產物很多

碳水化合物蛋白、糖、氨基酸、酶、有機酸

植物次生物質生物鹼類:咖啡、嗎啡、麻黃、莨菪鹼等

利用細胞培養技術生產有用物質的優缺點

優點:損失少、細胞生長可以精確控制,不受天然條件的影響、人為控制條件,得到較高的產物產量

缺點:不穩定,易發生變異、工廠化生產成本高,產量不穩定

三、單細胞培養

(一)、培養方法

1.平板培養

是目前進行單細胞培養常用的一種方法

用植板率來衡量培養效果

此法優點: 能對單個細胞的生長發育進行觀察

平板培養注意事項:

選用合適的培養基

選用處於旺盛**期的細胞培養

注意起始密度

懸浮液與固體培養基混合時,溫度不易太高,35-40℃為宜

宜在黑暗或弱光下培養

2. 看護培養

3. 微室培養

4. 懸滴培養

常規細胞培養方法

傳代培養法 原理細胞在培養瓶長成緻密單層後,已基本上飽和,為使細胞能繼續生長,同時也將細胞數量擴大,就必須進行傳代 再培養 傳代培養也是一種將細胞種儲存下去的方法。同時也是利用培養細胞進行各種實驗的必經過程。懸浮型細胞直接分瓶就可以,而貼壁細胞需經消化後才能分瓶。材料和試劑 1.細胞 貼壁細胞株 2...

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