細胞培養(yǎng)(cell culture)是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境(無菌、適宜溫度、酸堿度和一定營養(yǎng)條件等),使之生存、生長、繁殖并維持主要結(jié)構和功能的一種方法。細胞培養(yǎng)也叫細胞克隆技術,在生物學中的正規(guī)名詞為細胞培養(yǎng)技術。不論對于整個生物工程技術,還是其中之一的生物克隆技術來說,細胞培養(yǎng)都是一個關鍵的過程,細胞培養(yǎng)本身就是細胞的大規(guī)模克隆。細胞培養(yǎng)技術可以由一個細胞經(jīng)過大量培養(yǎng)成為簡單的單細胞或極少分化的多細胞,這是克隆技術必要的環(huán)節(jié),而且細胞培養(yǎng)本身就是細胞的克隆。細胞培養(yǎng)技術是細胞生物學研究方法中重要和常用技術,通過細胞培養(yǎng)既可以獲得大量細胞,又可以借此研究細胞的信號轉(zhuǎn)導、細胞的合成代謝、細胞的生長增殖等。
細胞培養(yǎng)實驗室組建的基本要求:
1、細胞培養(yǎng)是一種無菌操作技術,要求工作環(huán)境和條件必須保證無微生物污染和不受其它有害因素的影響。
2、細胞培養(yǎng)室和設計原則是防止微生物污染和有害因素影響,要求工作環(huán)境清潔、空氣清新,干燥和無煙塵。
3、細胞培養(yǎng)室的設計原則一般是無菌操作區(qū)設在室內(nèi)較少走動的內(nèi)側(cè),常規(guī)操作和封閉培養(yǎng)于一室,為10萬級潔凈環(huán)境的潔凈室。而洗刷消毒工作設在潔凈室外,避免物品污染潔凈室內(nèi)環(huán)境。細胞潔凈室需要一個空調(diào)系統(tǒng)并對外界保持一定的正壓。
4、解剖實驗室主要用于對器官組織的分離,需要有無菌操作臺、解剖顯微鏡、各種手術器材等組織細胞培養(yǎng)室除一般實驗室的普通常規(guī)設備外,尚有一些特殊需要的設備。基本可分為兩大類:
I. 細胞培養(yǎng)實驗室常用的基本儀器設備
1.顯微鏡:倒置顯微鏡——是組織細胞培養(yǎng)室所必需的日常工作常規(guī)使用設備之一,便于掌握細胞的生長情況并觀察有無污染等。
2.培養(yǎng)箱:體外培養(yǎng)的細胞和體內(nèi)細胞一樣,需要在恒定的溫度下生存,大多數(shù)情況下,最適溫度是37℃,溫差變化一般不應超過±0.5℃,細胞在溫度升高2℃ 時,持續(xù)數(shù)小時即不能耐受,40℃以上將很快死亡。因此需要有能控制溫度的培養(yǎng)箱,如具有較高靈敏度的恒溫培養(yǎng)箱及CO2培養(yǎng)箱。
3.干燥箱:用于細胞培養(yǎng)箱的有些器械、器皿需要烘干后才能使用,玻璃器皿等須干熱消毒。
4.水純化裝置:細胞培養(yǎng)對水的質(zhì)量要求較高,細胞培養(yǎng)以及與細胞培養(yǎng)工作相關的液體的配制用水必須事先嚴格純化處理。進行細胞培養(yǎng)時配制各種培養(yǎng)液及試劑等均需使用三次蒸餾水:即使是用于玻璃器皿的沖洗,也應使用二次以上蒸餾水。
5.冰箱:細胞培養(yǎng)室必須配備。
a、普通冰箱或冷藏柜——儲存培養(yǎng)液、生理鹽水等培養(yǎng)用的物品及短期保存組織標本。
b、低溫冰箱(-20℃)——用于儲存需要冷凍保存生物活性及較長時期存放的制劑,如酶、血清等。
6.細胞冷凍儲存器:儲存器常用的是液氮容器。根據(jù)使用需要分為不同的類型及多種規(guī)格。選擇購置液氮容器時要綜合考慮容積大小,取放使用方便及液氮揮發(fā)量(經(jīng)濟)三種因素。
7.離心機:進行細胞培養(yǎng)時,常規(guī)需要進行制備細胞懸液、調(diào)整細胞密度、洗滌、收集細胞等工作,通常需要使用實驗室離心機。一般可常規(guī)配置4000rpm的臺式離心機,例如細胞沉降,使用低速離心機即可,離心力過大有時可能引起細胞的損傷。
8.天平:常用的有扭力天平、精密天平及各種電子天平。
9.消毒器:一般為高壓蒸汽滅菌鍋,直接或間接與細胞接觸的物品均需消毒滅菌處理。
10.濾器:目前細胞培養(yǎng)工作中采用的培養(yǎng)用液,包括人工合成培養(yǎng)液、血清、消化用胰酶等常含有維生素、蛋白、多肽、生長因子等物質(zhì),這些物質(zhì)在高溫或射線照射下易發(fā)生變性或失去功能,因而上述液體多采用濾過消毒以除去細菌。目前常使用的濾器有玻璃濾器和微孔濾器,各種濾器有其使用原理和特點。