En av hovedfordelene med cellekultur er evnen til å manipulere den fysiske kjemien til cellereproduksjon (dvs. temperatur, pH, osmotisk trykk, O2- og CO2-spenning) og det fysiologiske miljøet (dvs. hormon- og næringskonsentrasjon).I tillegg til temperatur styres kulturmiljøet av vekstmediet.
Selv om det fysiologiske miljøet til kultur ikke er så klart som dets fysiske og kjemiske miljø, en bedre forståelse av serumkomponenter, identifisering av vekstfaktorer som kreves for spredning, og en bedre forståelse av mikromiljøet til celler i kultur.(Dvs. celle-celle-interaksjon, gassdiffusjon, interaksjon med matrisen) gjør det nå mulig for visse cellelinjer å dyrkes i serumfrie medier.
1. Kulturmiljø påvirker cellevekst
Vær oppmerksom på at cellekulturbetingelsene er forskjellige for hver celletype.
Konsekvensene av å avvike fra kulturbetingelsene som kreves for en bestemt celletype varierer fra ekspresjon av unormale fenotyper til fullstendig svikt i cellekultur.Derfor anbefaler vi at du blir kjent med cellelinjen du er interessert i og følger instruksjonene som er gitt for hvert produkt du bruker i eksperimentet.
2. Forholdsregler for å skape et optimalisert cellekulturmiljø for cellene dine:
Kulturmedier og serum (se nedenfor for mer informasjon)
pH- og CO2-nivåer (se nedenfor for mer informasjon)
Dyrk plast (se nedenfor for mer informasjon)
Temperatur (se nedenfor for mer informasjon)
2.1 Kulturmedier og serum
Kulturmediet er den viktigste delen av kulturmiljøet, fordi det gir næringsstoffene, vekstfaktorene og hormonene som trengs for cellevekst, og regulerer kulturens pH og osmotiske trykk.
Selv om de første cellekultureksperimentene ble utført ved bruk av naturlige medier hentet fra vevsekstrakter og kroppsvæsker, førte behovet for standardisering, mediekvalitet og økt etterspørsel til utviklingen av definitive medier.De tre grunnleggende mediatypene er basalmedier, reduserte serummedier og serumfrie medier, og de har ulike krav til serumtilskudd.
2.1.1 Grunnleggende medium
Gibco cellekulturmedium
De fleste cellelinjer vokser godt i basiske medier som inneholder aminosyrer, vitaminer, uorganiske salter og karbonkilder (som glukose), men disse grunnleggende medieformuleringene må suppleres med serum.
2.1.2 Redusert serummedium
Flaske med Gibco Low Serum Medium
En annen strategi for å redusere de negative effektene av serum i cellekultureksperimenter er å bruke serumreduserte medier.Redusert serummedium er en grunnleggende mediumformel rik på næringsstoffer og animalske faktorer, som kan redusere mengden serum som kreves.
2.1.3 Serumfritt medium
Flaske med Gibco serumfritt medium
Serumfritt medium (SFM) omgår bruken av dyreserum ved å erstatte serum med passende ernærings- og hormonformuleringer.Mange primærkulturer og cellelinjer har serumfrie mediumformuleringer, inkludert produksjonslinjen for kinesisk hamsterovarie (CHO) rekombinant protein, ulike hybridomcellelinjer, insektlinjer Sf9 og Sf21 (Spodoptera frugiperda), samt for verten for virusproduksjon (for eksempel 293, VERO, MDCK, MDBK), etc. En av hovedfordelene ved å bruke et serumfritt medium er muligheten til å gjøre mediet selektivt for spesifikke celletyper ved å velge en passende kombinasjon av vekstfaktorer.Tabellen nedenfor viser fordeler og ulemper med serumfrie medier.
Fordel
Øk klarheten
Mer konsekvent ytelse
Enklere rensing og nedstrøms prosessering
Vurder cellefunksjonen nøyaktig
Øk produktiviteten
Bedre kontroll over fysiologiske reaksjoner
Forbedret cellemediedeteksjon
Ulempe
Celletypespesifikke mediumformelkrav
Trenger høyere reagensrenhet
Nedgang i veksten
2.2.1 pH-nivå
De fleste normale pattedyrcellelinjer vokser godt ved pH 7,4, og forskjellene mellom ulike cellelinjer er små.Noen transformerte cellelinjer har imidlertid vist seg å vokse bedre i et lett surt miljø (pH 7,0 – 7,4), mens noen normale fibroblastcellelinjer foretrekker et svakt alkalisk miljø (pH 7,4 – 7,7).Insektcellelinjer som Sf9 og Sf21 vokser best ved pH 6,2.
2.2.2 CO2-nivå
Vekstmediet kontrollerer pH i kulturen og buffer cellene i kulturen for å motstå endringer i pH.Vanligvis oppnås denne bufringen ved å inneholde organiske (for eksempel HEPES) eller CO2-bikarbonatbaserte buffere.Fordi mediets pH avhenger av den delikate balansen mellom oppløst karbondioksid (CO2) og bikarbonat (HCO3-), vil endringer i atmosfærisk CO2 endre pH i mediet.Derfor, når du bruker et medium bufret med en CO2-bikarbonatbasert buffer, er det nødvendig å bruke eksogen CO2, spesielt når du dyrker celler i åpne kulturskåler eller dyrker transformerte cellelinjer i høye konsentrasjoner.Selv om de fleste forskere vanligvis bruker 5-7 % CO2 i luften, bruker de fleste cellekulturforsøk vanligvis 4-10 % CO2.Hvert medium har imidlertid en anbefalt CO2-spenning og bikarbonatkonsentrasjon for å oppnå riktig pH og osmotisk trykk;for mer informasjon, se instruksjonene til mediumprodusenten.
2.3 Dyrking av plast
Cellekulturplast er tilgjengelig i en rekke former, størrelser og overflater for å passe til ulike cellekulturapplikasjoner.Bruk cellekulturplastoverflateguiden og cellekulturbeholderguiden nedenfor for å hjelpe deg med å velge riktig plast for cellekulturapplikasjonen.
Se all Thermo Scientific Nunc cellekulturplast (annonseringslenke)
2.4 Temperatur
Den optimale temperaturen for cellekultur avhenger i stor grad av kroppstemperaturen til verten som cellene er isolert fra, og i mindre grad av anatomiske endringer i temperaturen (for eksempel kan hudtemperaturen være lavere enn skjelettmuskulaturen). ).For cellekultur er overoppheting et mer alvorlig problem enn overoppheting.Derfor er temperaturen i inkubatoren vanligvis satt litt under den optimale temperaturen.
2.4.1 Optimal temperatur for ulike cellelinjer
De fleste cellelinjer fra mennesker og pattedyr holdes ved 36°C til 37°C for optimal vekst.
Insektceller dyrkes ved 27°C for optimal vekst;de vokser langsommere ved lavere temperaturer og temperaturer mellom 27°C og 30°C.Over 30°C avtar vitaliteten til insektcellene, selv om den går tilbake til 27°C vil ikke cellene komme seg.
Fuglecellelinjer trenger 38,5°C for å nå maksimal vekst.Selv om disse cellene kan holdes ved 37°C, vil de vokse saktere.
Cellelinjer avledet fra kaldblodige dyr (som amfibier, kaldtvannsfisk) kan tolerere et bredt temperaturområde på 15 °C til 26 °C.
Innleggstid: Feb-01-2023