Едно от основните предимства на клетъчната култура е способността да се манипулира физическата химия на клетъчното възпроизвеждане (т.е. температура, pH, осмотично налягане, напрежение на O2 и CO2) и физиологичната среда (т.е. концентрация на хормони и хранителни вещества).В допълнение към температурата, културалната среда се контролира от растежната среда.
Въпреки че физиологичната среда на културата не е толкова ясна, колкото нейната физическа и химическа среда, по-добро разбиране на серумните компоненти, идентифициране на растежни фактори, необходими за пролиферация, и по-добро разбиране на микросредата на клетките в културата.(т.е. взаимодействие клетка-клетка, дифузия на газ, взаимодействие с матрицата) сега позволява определени клетъчни линии да бъдат култивирани в среда без серум.
1. Културната среда влияе върху клетъчния растеж
Моля, имайте предвид, че условията за клетъчна култура са различни за всеки тип клетка.
Последствията от отклонението от условията на култивиране, необходими за определен тип клетка варират от експресията на анормални фенотипове до пълния провал на клетъчната култура.Затова ви препоръчваме да се запознаете с клетъчната линия, която ви интересува, и да следвате стриктно инструкциите, предоставени за всеки продукт, който използвате във вашия експеримент.
2. Предпазни мерки за създаване на оптимизирана среда за клетъчна култура за вашите клетки:
Културална среда и серум (вижте по-долу за повече информация)
Нива на pH и CO2 (вижте по-долу за повече информация)
Култивирайте пластмаса (вижте по-долу за повече информация)
Температура (вижте по-долу за повече информация)
2.1 Културална среда и серум
Културалната среда е най-важната част от културалната среда, тъй като тя осигурява хранителните вещества, растежните фактори и хормоните, необходими за клетъчния растеж, и регулира pH и осмотичното налягане на културата.
Въпреки че първоначалните експерименти с клетъчни култури бяха проведени с помощта на естествена среда, получена от тъканни екстракти и телесни течности, необходимостта от стандартизация, качество на средата и увеличеното търсене доведоха до разработването на окончателна среда.Трите основни типа среди са базална среда, среда с редуциран серум и среда без серум и те имат различни изисквания за добавяне на серум.
2.1.1 Основна среда
Среда за клетъчна култура Gibco
Повечето клетъчни линии растат добре в основни среди, съдържащи аминокиселини, витамини, неорганични соли и източници на въглерод (като глюкоза), но тези състави на основни среди трябва да бъдат допълнени със серум.
2.1.2 Намалена серумна среда
Бутилка с Gibco Low Serum Medium
Друга стратегия за намаляване на неблагоприятните ефекти на серума в експериментите с клетъчни култури е използването на среда с намалено съдържание на серум.Редуцираната серумна среда е основна средна формула, богата на хранителни вещества и фактори от животински произход, която може да намали необходимото количество серум.
2.1.3 Безсерумна среда
Бутилка със среда без серум Gibco
Безсерумна среда (SFM) заобикаля използването на животински серум, като заменя серума с подходящи хранителни и хормонални формулировки.Много първични култури и клетъчни линии имат формулировки на среда без серум, включително линия за производство на рекомбинантен протеин от яйчниците на китайски хамстер (CHO), различни хибридомни клетъчни линии, линии на насекоми Sf9 и Sf21 (Spodoptera frugiperda), както и за приемника за производство на вируси (например 293, VERO, MDCK, MDBK) и т.н. Едно от основните предимства на използването на среда без серум е способността да се направи средата селективна за специфични типове клетки чрез избор на подходяща комбинация от растежни фактори.Следващата таблица изброява предимствата и недостатъците на среди без серум.
Предимство
Увеличете яснотата
По-последователно представяне
По-лесно пречистване и последваща обработка
Точно оценете клетъчната функция
Увеличете производителността
По-добър контрол на физиологичните реакции
Подобрено откриване на клетъчни медии
Недостатък
Специфични за тип клетка изисквания за средна формула
Нуждаете се от по-висока чистота на реагента
Забавяне на растежа
2.2.1 Ниво на pH
Повечето нормални клетъчни линии на бозайници растат добре при pH 7,4 и разликите между различните клетъчни линии са малки.Въпреки това е доказано, че някои трансформирани клетъчни линии растат по-добре в леко кисела среда (рН 7,0 – 7,4), докато някои нормални фибробластни клетъчни линии предпочитат леко алкална среда (рН 7,4 – 7,7).Клетъчни линии от насекоми като Sf9 и Sf21 растат най-добре при pH 6,2.
2.2.2 Ниво на CO2
Средата за растеж контролира pH на културата и буферира клетките в културата, за да устоят на промените в pH.Обикновено това буфериране се постига чрез съдържание на органични (например HEPES) или CO2-бикарбонатни буфери.Тъй като pH на средата зависи от деликатния баланс на разтворения въглероден диоксид (CO2) и бикарбонат (HCO3-), промените в атмосферния CO2 ще променят pH на средата.Следователно, когато се използва среда, буферирана с буфер на основата на CO2-бикарбонат, е необходимо да се използва екзогенен CO2, особено когато се култивират клетки в отворени съдове за култура или се култивират трансформирани клетъчни линии при високи концентрации.Въпреки че повечето изследователи обикновено използват 5-7% CO2 във въздуха, повечето експерименти с клетъчни култури обикновено използват 4-10% CO2.Въпреки това, всяка среда има препоръчително напрежение на CO2 и концентрация на бикарбонат за постигане на правилното pH и осмотично налягане;за повече информация, моля, вижте инструкциите на производителя на средата.
2.3 Култивиране на пластмаси
Пластмасите за клетъчни култури се предлагат в различни форми, размери и повърхности, за да отговарят на различни приложения на клетъчни култури.Използвайте ръководството за пластмасова повърхност на клетъчна култура и ръководството за контейнер за клетъчна култура по-долу, за да ви помогне да изберете правилната пластмаса за вашето приложение за клетъчна култура.
Вижте всички пластмаси за клетъчни култури Thermo Scientific Nunc (рекламна връзка)
2.4 Температура
Оптималната температура за клетъчна култура зависи до голяма степен от телесната температура на гостоприемника, от който са изолирани клетките, и в по-малка степен от анатомичните промени в температурата (например температурата на кожата може да бъде по-ниска от тази на скелетните мускули ).За клетъчната култура прегряването е по-сериозен проблем от прегряването.Поради това температурата в инкубатора обикновено се настройва малко под оптималната температура.
2.4.1 Оптимална температура за различни клетъчни линии
Повечето клетъчни линии от хора и бозайници се държат при 36°C до 37°C за оптимален растеж.
Клетките на насекомите се култивират при 27°C за оптимален растеж;те растат по-бавно при по-ниски температури и температури между 27°C и 30°C.Над 30°C жизнеността на клетките на насекомите намалява, дори ако се върне до 27°C, клетките няма да се възстановят.
Птичите клетъчни линии се нуждаят от 38,5°C, за да достигнат максимален растеж.Въпреки че тези клетки могат да се държат при 37°C, те ще растат по-бавно.
Клетъчните линии, получени от студенокръвни животни (като земноводни, студеноводни риби), могат да понасят широк температурен диапазон от 15°C до 26°C.
Време на публикуване: 01 февруари 2023 г