什么是细胞培养技术?

细胞培养技术是指在体外模拟体内环境(无菌、适宜的温度、pH和一定的营养条件),使其能够存活、生长、繁殖并维持其主要结构和功能的一种方法。细胞培养技术是指细胞在体外生长。在培养过程中,培养物是单个细胞或细胞群。当细胞被培养时,它们必须生活在人工环境中。由于环境的改变、细胞的运动或其他一些因素的影响,培养时间延长,传代后细胞呈单个。

细胞培养技术也叫细胞克隆技术,生物学上的正式术语是细胞培养技术。无论对于整个生物工程技术还是生物克隆技术之一,细胞培养都是必不可少的过程,细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以将一个细胞经过大量培养后转化为简单的单细胞或分化很少的多细胞,这是克隆技术必不可少的环节,细胞培养本身就是细胞克隆。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中一项重要且常用的技术。通过细胞培养,可以获得大量细胞,研究细胞信号转导、细胞合成代谢、细胞生长和增殖。

首先,动物细胞培养

在所有的体外细胞培养中,动物细胞培养是最困难的。以下是它需要的特殊条件。

⑴血清:动物细胞的体外培养往往需要血清。最常用的是小牛血清。血清提供生长必需的因子,如激素、微量元素、矿物质和脂肪。在这里,血清等于动物细胞体外培养的天然营养液。

⑵支持:大多数动物细胞都有贴壁的习惯。体外培养通常使用玻璃和塑料作为支持物。

⑶气体交换:细胞培养过程中要不断调整二氧化碳和氧气的比例,不断维持所需的气体条件。

二、植物细胞培养

⑴光照:体外培养的植物细胞对光照条件要求不高,因为细胞生长所需的物质主要由培养基供给。然而,光不仅与光合作用有关,还与细胞分化有关。例如,光周期可以调节性细胞分化和开花,因此在以获得植株为目的的早期植物细胞培养过程中,光照条件尤为重要。通过植物细胞的体外培养获得重要物质(如药物)的过程,其中大部分细胞悬浮在反应器中。

⑵激素:植物细胞的分裂和生长需要植物激素的调节,促进生长的生长素和有丝分裂素是最基本的激素。植物细胞的分裂、生长、分化和个体生长周期受相应的激素调控。相对于动物细胞,植物细胞体外培养的激素需求原理已经了解,其应用技术已经相当成熟,已经有了一套培养基。同时解决了植物细胞对水、营养、激素、渗透压、pH、微量元素的需求。

第三,微生物细胞培养

微生物多为单细胞生物,野外生存条件较为简单。因此,人工培养微生物的条件比动植物细胞简单得多。其中厌氧微生物的培养比好氧微生物更复杂,因为严格厌氧需要维持二氧化碳等非氧惰性气体的浓度,而好氧微生物只需要通过不断搅拌提供无菌氧气。微生物对培养条件的要求不如动植物细胞,玉米浆、蛋白胨、麦芽汁、酵母膏成为微生物良好的天然培养基。对于一些特殊微生物的营养需求,可以在这些天然培养基的基础上添加。