1.细胞的生长周期

游离期:细胞刚接种到新的培养容器中到贴壁前的一段时期,这个时期的长短由细胞类型决定,从几分钟到几个小时不等。

贴壁期:细胞从游离状态变为贴附到培养器皿表面并展现出一定细胞形态的时期。

潜伏期:细胞在完成贴壁后,并不会马上进行增殖,会进行增殖所必须的物质和能量的储备,这个时候称之为潜伏期。

对数生长期:细胞在完成物质和能量储备后,开始大量的增殖的时期。这个时期的细胞活力旺盛,且状态稳定,我们所做的绝大多数实验都是在这个时期开展的。

停止期:随着细胞的生长,细胞密度越来越大,由于营养物质的消耗、细胞间的接触抑制等因素,细胞生长缓慢,甚至停止生长。这个时候,我们就要给细胞进行传代了,使细胞可以继续进行增殖,保持旺盛的活力。

2.细胞生长所需的营养条件

细胞的培养所需要的营养成份一般来自于基础培养基(比如:DMEM培养基)和血清。

基础培养基:主要是提供细胞生长所需要的氨基酸(组成蛋白质的基本单位)、维生素(细胞代谢中辅酶的组成成分)、无机离子(钾离子、钠离子等)、碳水化合物(碳源和能量来源)和一些激素等营养物质。

血清:主要是提供一些基础培养基不能提供的生长因子和低分子的营养物质,此外它还有促进细胞的贴壁、中和有害重金属离子等作用。

如果只提供基础培养基而不提供血清,绝大多数细胞是无法生长的。血清对于我们实验的重要性就不言而喻了,那么什么样的血清才算是合格的血清呢?

合格的血清需要通过各种检测,包括无细菌,无真菌,无支原体检测,无病毒污染。血清一般呈现为淡黄色,透明状液体,由于含有大量的蛋白质等成分,会略有黏稠。以全式金公司的TransSerum® EQ Fetal Bovine Serum (FS201-02)为例,它通过了牛腹泻病毒、牛副流感病毒、牛呼肠孤病毒、狂犬病病毒、牛腺病毒、牛细小病毒和支原体的检测,安全可靠。以澳洲健康胎牛血液为原料加工而成,经3 次0.1 μm 微孔滤膜过滤,无支原体污染,内毒素水平极低。同时呢也适用于间充质干细胞的培养。

除了基础的培养基和血清以外,在培养细胞的时候可能还会用到一些其它的试剂,比如消化贴壁细胞必备的Trypsin,常见的缓冲液PBS,双抗Penicillin-Streptomycin等。

3.细胞生长所需的环境条件

气体和pH:气体是细胞生存的必需条件之一,所需气体主要是氧和二氧化碳。在开放培养时,一般置细胞于95%空气加5%二氧化碳的混合气体环境中培养。动物细胞大多数需要轻微的碱性条件,pH值约在7.2-7.4。我们现在使用的大部分缓冲系统都是碳酸氢钠缓冲系统,结合一定浓度的二氧化碳,可提供更有效的缓冲体系,主要是防止pH值迅速变动。二氧化碳的具体作用可参考:动物细胞培养为啥要用二氧化碳培养箱?

温度:培养细胞的最适温度相当于各种细胞或组织取材机体的正常温度。人和哺乳动物细胞培养的最适温度为35℃-37℃。如果温度过高或者过低都会对细胞的生长、生存状态有明显的影响。温度不超过39℃时,细胞代谢强度与温度成正比;细胞培养置于39℃-40℃环境中1 h,即受到一定损伤,但仍能恢复;当温度达43℃以上时,许多细胞将死亡。当温度下降到20-30℃时,细胞代谢降低,因而与培养基之间物质交换减少。所以为了保持细胞的良好生长环境,我们尽可能的使它们在适宜的温度下生长。