7 факторов, влияющие на рост клеток

Аннотация: Клетки культивируются in vitro и теряют регуляцию и контроль организма. Поэтому, в дополнение к удовлетворению потребностей в питании, среда обитания клеток должна быть близка к среде обитания в течение дня. Условия культивирования окружающей среды, такие как температура, осмотическое давление, pH и т. Д. Оба могут влиять на рост клеток.

1. Температура

Как правило, подходящая температура для in vitro культуры клеток млекопитающих и домашней птицы составляет 37 ~ 38 ℃. Слишком высокая или слишком низкая температура будет влиять на рост клеток. Способность клеток переносить низкую температуру сильнее, чем у термостойкости.

При низкой температуре снижается жизнеспособность клеточного метаболизма и деление ядер. Когда температура ниже 0 ℃, хотя она влияет на клеточный метаболизм, она не оказывает вредного воздействия. Когда клетка помещается при 23 ~ 25 ℃, клетка все еще может выживать и расти, но скорость замедляется.

Однако для рыбных клеток подходящая температура культуры составляет 23 ~ 25 ℃. Если температура слишком низкая, температура опускается ниже точки замерзания, клетки погибнут из-за замерзания внеклеточной воды и цитоплазмы, но если в среду добавить глицерин или диметилсульфоксид (ДМСО) и другие защитные средства, после заключив их в ампулы, Помещенный в жидкий азот или низкотемпературный холодильник (-70 ℃), может играть защитную роль, в это время клетки могут выдерживать температуру ниже-70 ℃, могут храниться в течение длительного времени, после оттаивания восстановление клеток может продолжать расти и размножаться, и свойства ячейки никоим образом не затронуты. Это является основным средством сохранения клеток.

Высокая температура не подходит для культуры клеток. Клетки культивируются при 39 ~ 40 ℃ в течение 1 часа, они получат определенные повреждения, но их все еще можно восстановить, но они не выдерживают повышения температуры на 2 ℃ в течение нескольких часов, то есть культивируются при 41 ~ 42 ℃ в течение 1 часа, повреждение клеток серьезное, И большинство клеток погибают при температуре выше 43 ° C. Высокая температура в основном вызывает инактивацию ферментов, разрушение липидов и разрушение ядерного деления. Производство коагулазы заставляет клетки коагулировать и денатурировать белки. Поэтому клетки всегда избегают высокой температуры, когда они культивируются in vitro.

2. Осмотическое давление

Клетки могут сжиматься или набухать и немедленно разрываться в гипертоническом растворе и гипотоническом растворе. Поэтому осмотическое давление является одним из важных условий для культивирования клеток in vitro. Поддержание осмотического давления клеток тканей млекопитающих и других животных in vitro в основном связано с NaCl, но взаимосвязь между другими электролитами и осмотическим давлением нельзя игнорировать. И очень важно контролировать ионный баланс в среде в соответствии с определенным соотношением для поддержания нормального осмотического давления. Это не только для поддержания клеточного напряжения, но и для регулирования клеточного метаболизма. Поскольку внеклеточный перенос ионов и концентрация ионов изменяют транспорт других питательных веществ (таких как аминокислоты, сахара и т. Д.), Непосредственно влияя на основную систему синтеза клеток.

Идеальное осмотическое давление варьируется в зависимости от типов клеток и рас. Осмотическое давление плазмы человека составляет 290 ммоль/л, что считается идеальным осмотическим давлением для культивирования клеток человека in vitro. Осмотическое давление клеток млекопитающих обычно составляет 290 ~ 300 ммоль/л. Клетки мыши составляют около 310 ммоль/л. В практических применениях осмотическое давление 260-320 ммоль/л может быть подходящим для большинства клеток.

3. газовая среда и значение pH

Культивирование клеток in vitro требует идеальной газовой среды. Кислород и углекислый газ являются необходимыми условиями для выживания клеток.

• Кислород

Кислород участвует в цикле трикарбоновых кислот клетки, производя энергию для питания клеток для роста, пролиферации и синтеза различных необходимых компонентов. Некоторые клетки могут получать энергию через гликолиз в гипоксических условиях, но большинство клеток не могут выжить при гипоксии. Напряжение кислорода обычно поддерживается немного ниже атмосферного состояния, и если парциальное давление кислорода превышает содержание кислорода в атмосфере, это может быть вредно для некоторых клеток.

• Двуокись углерода

При использовании открытой культуры (посуда или культуральной колбе с рыхлой крышкой или культуральной пластинчатой культурой) клетки обычно помещают в смешанную газовую среду с 95% воздуха и 5% углекислого газа. CO2 является не только метаболитом клеток, но и местом роста клеток. Это связано с поддержанием pH среды. В случае низкой концентрации CO2 в герметичной бутылке клетки легко выращиваются, как правило, не менее 1%, иначе это повредит клетки. Увеличение CO2 приведет к снижению значения pH.

• Значение pH

Большинство клеток подходят для роста в условиях рН 7,2-7,4, ниже рН 6,8 или выше рН 7,6 вреден для клеток, и даже дегенерация или смерть. Различные клетки имеют разные требования к pH. Кислая среда более благоприятна для роста клеток, чем щелочная среда.

4. нетоксичный и стерильный

Нетоксичные и стерильные являются основными условиями окружающей среды для культивирования клеток in vitro. Клетки проникают глубоко в живое тело и иногда вторгаются в бактерии или вредные вещества. Поскольку организм имеет сильную систему детоксикации и иммунную систему, он может быть детоксифицирован или устранен без легкого повреждения. Но в среде in vitro система защиты потеряна. Как только вредные вещества вторгаются или бактериальное загрязнение, это может привести к гибели клеток и отказаться от всех предыдущих усилий. Например, если есть цитотоксичность на культуральной колбе, культуральной чашке, среде и пробке для бутылок, процесс культивирования может вызвать гибель клеток. Поэтому, выбирая эти принадлежности и материалы, обращайте на это внимание. Если эти предметы не будут тщательно продезинфицированы, они несут бактерии или случайно загрязняют клетки во время процесса операции, они также вызовут гибель клеток. Если происходит перекрестное загрязнение, исходная ячейка теряет свои первоначальные характеристики. Поэтому ему следует уделить достаточно внимания.

5. Радиация и ультразвук

• Видимый свет

Длина волны видимого света составляет 390 ~ 780 нм. Различный цветной свет видимого света может вызвать дегенерацию клеток, продлить интервал ядерного деления и значительно снизить способность прикрепления клеток. Поэтому клетки, культивированные in vitro, должны избегать попадания прямых солнечных лучей, предпочтительно при культивировании или кратковременном хранении в темноте.

• Ультрафиолетовые лучи

Клетки с сильной переносимостью при слабом ультрафиолетовом свете не сильно меняются, но они наносят ущерб чувствительным клеткам. Когда ультрафиолетовый свет сильный, полный митоз не может быть проведен; синерезис увеличивается во время митоза.

• Излучение

Рентгеновские лучи имеют очевидное повреждение клеток. B-лучи могут влиять на деление ядер. R-лучи уменьшают количество ядерных делений и вызывают аномальные ядерные деления, которые могут вызвать гибель клеток.

• УЗИ

Под ультразвуковой вибрацией клетки быстро разорвутся. Причиной гибели клеток является кавитация. Когда ультразвук составляет 2,5 Вт/с㎡, клетки повреждаются, а хромосомы аберрируются, и ядерные хромосомы являются первыми аберрируются.

6. Плотность посева ячеек

В культуре клеток in vitro количество посева клеток оказывает влияние на рост клеток. Подходящая плотность посева может способствовать пролиферации клеток. Если плотность посева слишком низкая или слишком высокая, это не способствует росту и пролиферации клеток.

Выбор подходящей концентрации инокуляции должен определяться в соответствии с метаболизмом, скоростью роста и размножения клеток и потребностями работы. Вообще говоря, клетки с энергичным метаболизмом и быстрым ростом (как клетки опухоли) должны быть инокулированы с низкой концентрацией; пока для нормальных клеток ткани, рост более медлен и метаболизм не энергичный достаточно, и концентрация инокуляции может быть высока; Если это необходимо для сохранения семян или нет необходимости в срочном использовании, инокуляция может быть ниже; иногда для облегчения наблюдения за морфологией и структурой клеток концентрация инокуляции также может быть соответствующим образом уменьшена.

7. Скорость вращения контейнера

Иногда культивируемые клетки вращают в контейнере для исследовательских нужд, причина может быть в том, что вращение обеспечивает достаточный поток питательных веществ и полное окисление.