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CO2細(xì)胞培養(yǎng)的基本知識
選擇合適的細(xì)胞系
• 種屬
非人類和非靈長類動物細(xì)胞系通常生物安全性限制較少，但是需要根據(jù)要開展的實驗來MAX終決定是否要使用種屬特異性培養(yǎng)物。
• 功能特性
實驗的目的是什么？例如肝臟和腎臟來源的細(xì)胞系可能更適合做毒性測試，大腦、脊髓組織來源的細(xì)胞多用于神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)研究。
• 有限細(xì)胞系還是連續(xù)細(xì)胞系
雖然選擇有限細(xì)胞系會使您在表達(dá)正常功能時有更多的選擇，但是連續(xù)細(xì)胞系往往更容易擴增和維持。
• 正常還是轉(zhuǎn)化細(xì)胞
轉(zhuǎn)化細(xì)胞系通常生長速度較快，接種效率較高，且可連續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)基中需要的血清較少，但是由于遺傳轉(zhuǎn)化，其表型已經(jīng)發(fā)生了固定性變化。
• 生長條件和特性
對細(xì)胞生長速度、飽和密度、克隆形成率以及懸浮生長能力有何要求？例如：要大量表達(dá)重組蛋白，可能應(yīng)選擇生長迅速且能懸浮生長的細(xì)胞系。
• 其他標(biāo)準(zhǔn)
如果使用的是有限細(xì)胞系，細(xì)胞儲備充足嗎？細(xì)胞系的性質(zhì)明確嗎？需要自己進(jìn)行驗證嗎？如果使用的是正常細(xì)胞系，有等效的正常細(xì)胞系可以作為對照嗎？細(xì)胞系穩(wěn)定嗎？如果不穩(wěn)定，那么這種細(xì)胞容易擴增以便為實驗提供充足的凍存儲備嗎？
獲取細(xì)胞系
可以通過原代細(xì)胞建立自己的培養(yǎng)系，或者也可選擇從商業(yè)供應(yīng)商或者非盈利性供應(yīng)單位 (即細(xì)胞庫) 處購買已經(jīng)建立的細(xì)胞系。聲譽良好的供應(yīng)單位可提供的細(xì)胞系，而且會認(rèn)真地對細(xì)胞系進(jìn)行檢測，以確保其完好性，并且未被污染。我們不建議從其他實驗室借用細(xì)胞，因為這會帶來很高的污染風(fēng)險。無論來源如何，使用細(xì)胞之前都應(yīng)確保所有新到細(xì)胞系已經(jīng)過支原體污染檢測。
培養(yǎng)環(huán)境
細(xì)胞培養(yǎng)的一大優(yōu)勢在于能夠控制細(xì)胞生長的物理化學(xué)環(huán)境(即：溫度、pH 值、滲透壓、O2 和 CO2 濃度)和生理環(huán)境(即：激素和營養(yǎng)素濃度)。除溫度外，培養(yǎng)環(huán)境均由生長培養(yǎng)基控制。
雖然細(xì)胞培養(yǎng)的生理環(huán)境不如其物理化學(xué)環(huán)境明確，但是通過對血清成分更好地了解、確定細(xì)胞增殖所需的生長因子以及更好地了解培養(yǎng)過程中的細(xì)胞微環(huán)境 (即：細(xì)胞間相互作用、氣體擴散、細(xì)胞-基質(zhì)相互作用)，現(xiàn)在可以采用無血清培養(yǎng)基進(jìn)行一些細(xì)胞系的培養(yǎng)。
貼壁培養(yǎng)與懸浮培養(yǎng)
目前主要有兩種基本的細(xì)胞培養(yǎng)體系，一種是使細(xì)胞在人工基質(zhì)上單層生長 (貼壁培養(yǎng))，另一種是使細(xì)胞在培養(yǎng)基中自由漂浮生長 (懸浮培養(yǎng))。除造血細(xì)胞系和其他一些細(xì)胞外，大多數(shù)脊椎動物細(xì)胞均具有貼壁依賴性，必須在合適的基質(zhì)上培養(yǎng)，且該基質(zhì)必須經(jīng)過特殊處理，以便細(xì)胞粘附和伸展組織培養(yǎng)處理。但是，許多細(xì)胞系也可采用懸浮培養(yǎng)，懸浮培養(yǎng)細(xì)胞可在未經(jīng)組織培養(yǎng)處理的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，但是培養(yǎng)容量表面積比(通常為0.2–0.5 ml/cm2)的增加，阻礙了有效的氣體交換，因此需要對培養(yǎng)基進(jìn)行攪動。這種攪動一般通過磁力攪拌器或者轉(zhuǎn)瓶實現(xiàn)。
pH 值
大多數(shù)正常的哺乳動物細(xì)胞系都能在pH =7.4的環(huán)境中生長良好，而且不同細(xì)胞株間差異極小。但是，目前發(fā)現(xiàn)有些轉(zhuǎn)化細(xì)胞系在輕度偏酸性的環(huán)境(pH 7.0-7.4) 中生長較好，而有些正常的成纖維細(xì)胞系更適合輕度偏堿性的環(huán)境(pH 7.4-7.7)。
二氧化碳
生長培養(yǎng)基可控制培養(yǎng)體系的pH值，為培養(yǎng)的細(xì)胞緩沖pH值的變化。這種緩沖作用通常是通過添加有機緩沖鹽(例如：HEPES)或者二氧化碳-碳酸氫鹽緩沖鹽實現(xiàn)。由于培養(yǎng)基的pH值取決于溶解態(tài)二氧化碳(CO2)與碳酸氫鹽(HCO–)間的精密平衡，因此空氣中二氧化碳含量的變化會改變培養(yǎng)基的pH值。為此，使用二氧化碳-碳酸氫鹽緩沖鹽培養(yǎng)基時必須使用外源性二氧化碳，特別是使用開放式培養(yǎng)皿培養(yǎng)細(xì)胞或者進(jìn)行高濃度的轉(zhuǎn)化細(xì)胞系培養(yǎng)時。
雖然大多數(shù)研究人員通常使用濃度5–7%的二氧化碳，但是4–10%濃度的二氧化碳適用于大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)實驗。然而，每種細(xì)胞的培養(yǎng)條件不一，每種培養(yǎng)基均具有其推薦的二氧化碳壓力和碳酸氫鹽濃度，以便達(dá)到正確的pH值和滲透壓；更多信息請參閱二氧化碳培養(yǎng)箱使用說明書。
溫度
細(xì)胞培養(yǎng)的適宜溫度主要取決于細(xì)胞供體的體溫，此外也受到解剖部位體溫差異的影響( 例如：皮膚溫度低于骨骼肌的溫度)。與溫度過低相比，細(xì)胞培養(yǎng)時溫度過高是更為嚴(yán)重的問題；因此，往往將培養(yǎng)箱的溫度設(shè)定為略低于適宜溫度。大多數(shù)人和哺乳動物細(xì)胞系在36℃至37℃下具有較好生長狀態(tài)。
細(xì)胞污染
定期檢查培養(yǎng)細(xì)胞的形態(tài)(即：形狀和外觀)對于細(xì)胞培養(yǎng)實驗取得成功至關(guān)重要。除確認(rèn)細(xì)胞健康狀態(tài)外，每次操作細(xì)胞時通過肉眼和顯微鏡檢查細(xì)胞還可早期發(fā)現(xiàn)污染征象，避免污染擴散至實驗室其他細(xì)胞。
細(xì)胞變質(zhì)的征象包括核周出現(xiàn)顆粒、細(xì)胞與基質(zhì)解離以及細(xì)胞質(zhì)空泡形成。這些變質(zhì)征象可能為多種原因所致，例如：培養(yǎng)物污染、細(xì)胞系衰老或培養(yǎng)基中存在毒性物質(zhì)，或者這些征象僅表明培養(yǎng)物需要更換培養(yǎng)基。變質(zhì)嚴(yán)重時將會成為不可逆的變化。