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無血清培養(yǎng)基的介紹

來源:北京索萊寶科技有限公司   2016年06月27日 10:39  
無血清培養(yǎng)基的介紹

經(jīng)歷了天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基后,無血清培養(yǎng)基和無血清培養(yǎng)成為當(dāng)今細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域的一大趨勢(shì)。采用無血清培養(yǎng)可降低生產(chǎn)成本,簡(jiǎn)化分離純化步驟,避免病毒污染造成的危害。

    無血清培養(yǎng)基是不需要添加血清就可以維持細(xì)胞在體外較長(zhǎng)時(shí)間生長(zhǎng)繁殖的合成培養(yǎng)基。但是它們可能包含個(gè)別蛋白或大量蛋白組分。雖然基礎(chǔ)培養(yǎng)基加少量血清所配制的*培養(yǎng)基可以滿足大部分細(xì)胞培養(yǎng)的要求,但對(duì)有些實(shí)驗(yàn)卻不適合,如觀察一種生長(zhǎng)因子對(duì)某種細(xì)胞的作用,這時(shí)需要排除其他生長(zhǎng)因子的干擾作用。而血清中可能含有各種生長(zhǎng)因子;又如需要測(cè)定某種細(xì)胞在培養(yǎng)過程中分泌某種物質(zhì)的能力;或者要大規(guī)模的培養(yǎng)某種細(xì)胞,以獲得它們的分泌產(chǎn)物。因此研制出無血清培養(yǎng)基一直是生物科學(xué)工作者努力的目標(biāo)。

無血清培養(yǎng)基的基本配方

基本成分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基及添加組分兩大部分。用于生物制藥和疫苗生產(chǎn)的細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),多數(shù)呈貼壁生長(zhǎng)或兼性貼壁生長(zhǎng);而當(dāng)其在無血清、無蛋白培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí),由于缺乏血清中的各種粘附貼壁因子如纖粘連蛋白、層粘連蛋白、膠原、玻表粘連蛋白,細(xì)胞往往以懸浮形式生長(zhǎng)。

添加組分包括以下幾大類物質(zhì):

(1)促貼壁物質(zhì):許多細(xì)胞必須貼壁才能生長(zhǎng),這種情況下無血清培養(yǎng)基中一定要添加促貼壁和擴(kuò)展因子,一般為細(xì)胞外基質(zhì),如纖連蛋白、層粘連蛋白等。它們還是重要的分裂素以及維持正常細(xì)胞功能的分化因子,對(duì)許多細(xì)胞的繁殖和分化,起著重要作用。纖連蛋白主要促進(jìn)來自中胚層細(xì)胞的貼壁與分化,這些細(xì)胞包括成纖維細(xì)胞、肉瘤細(xì)胞、粒細(xì)胞、腎上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、CHO細(xì)胞、成肌細(xì)胞等。

(2)促生長(zhǎng)因子及激素:針對(duì)不同細(xì)胞添加不同的生長(zhǎng)因子。激素也是刺激細(xì)胞生長(zhǎng)、維持細(xì)胞功能的重要物質(zhì),有些激素是許多細(xì)胞*的,如胰島素。

(3)酶抑制劑:培養(yǎng)貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞,需要用胰酶消化傳代,在無血清培養(yǎng)基中*須含酶抑制劑,以終止酶的消化作用,達(dá)到保護(hù)細(xì)胞的目的。常用的是大豆胰酶;抑制劑。

(4)結(jié)合蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白:常見如轉(zhuǎn)鐵蛋白和牛血清白蛋白。牛血清白蛋白的添加比較大,可增加培養(yǎng)基的粘度,保護(hù)細(xì)胞免受機(jī)械損傷。許多旋轉(zhuǎn)式培養(yǎng)的無血清培養(yǎng)基都含有牛血清白蛋白。

(5)微量元素:硒是常見的。

使用方法

目前,血清仍是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中基本的的添加物,尤其是在原代培養(yǎng)或者細(xì)胞生長(zhǎng)狀況不良時(shí),常常會(huì)先使用有血清的培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng),待細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛以后,再換成無血清培養(yǎng)液。細(xì)胞轉(zhuǎn)入無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)要有一個(gè)適應(yīng)過程,一般要逐步降低血清濃度,從10%減少到5%,3%,1%,直至無血清培養(yǎng)。在降低過程中要注意觀察細(xì)胞形態(tài)是否發(fā)生變化,是否有部分細(xì)胞死亡,存活細(xì)胞是否還保持原有的功能和生物學(xué)特性等。在實(shí)驗(yàn)后這些細(xì)胞一般不再繼續(xù)保留,很少有細(xì)胞能夠長(zhǎng)期培養(yǎng)于無血清培養(yǎng)基而不發(fā)生改變的。細(xì)胞轉(zhuǎn)入無血清培養(yǎng)之前,要留有種子細(xì)胞,種子細(xì)胞按常規(guī)培養(yǎng)于含血清的培養(yǎng)基中,以保證細(xì)胞的特性不發(fā)生變化。

為了使細(xì)胞適應(yīng)無血清培養(yǎng),關(guān)鍵的是使所培養(yǎng)細(xì)胞: 
●處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中期 
●>90% 活細(xì)胞率 
●適應(yīng)時(shí)以較高的起始細(xì)胞接種

有兩種方法使細(xì)胞適應(yīng)無血清培養(yǎng)基:

1. 直接適應(yīng)——細(xì)胞從添加血清的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)換到無血清培養(yǎng)基中。 
一些類型細(xì)胞可直接從包含血清的培養(yǎng)基適應(yīng)無血清培養(yǎng)基。對(duì)于直接適應(yīng),接種細(xì)胞密度應(yīng)該:2.5×105~3.5×105細(xì)胞/ml。當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到1×106~3×106細(xì)胞/ml時(shí),傳代培養(yǎng)細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞密度在培養(yǎng)4到7天后達(dá)到2×106~4×106細(xì)胞/ml時(shí),細(xì)胞*適應(yīng)了無血清培養(yǎng)基。每隔3~5天,當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到1×106~3×106細(xì)胞/ml,細(xì)胞活率在90%時(shí),貯備的適應(yīng)了無血清培養(yǎng)基的細(xì)胞培養(yǎng)物應(yīng)該再次傳代培養(yǎng)。

2. 連續(xù)適應(yīng)——分好幾步把細(xì)胞從添加血清的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)換到無血清培養(yǎng)基(SFM)中,與直接適應(yīng)相比較,連續(xù)適應(yīng)趨向?qū)τ诩?xì)胞更加溫和一些。 
●以2倍正常接種密度接種生長(zhǎng)活躍的細(xì)胞培養(yǎng)物到75%有血清培養(yǎng)基:25%SFM 混合培養(yǎng)基中,傳代培養(yǎng)。 
●當(dāng)細(xì)胞密度>5×105細(xì)胞/ml時(shí),以2×105到3×105細(xì)胞/ml細(xì)胞密度,在有血清培養(yǎng)基:SFM為50∶50的混合培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)。 
●以2×106到3×106細(xì)胞/ml細(xì)胞密度,25%有血清培養(yǎng)基和75% SFM中傳代培養(yǎng)。 
●當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到1×106到3×106細(xì)胞/ml(接種后4到6天),在100%SFM培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)。
●每隔3到5天,當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到1×106到3×106細(xì)胞/ml,細(xì)胞活率在90%時(shí),貯備的適應(yīng)了無血清培養(yǎng)基的細(xì)胞培養(yǎng)物應(yīng)該再次傳代培養(yǎng)。 
建議備份前一次混合培養(yǎng)的培養(yǎng)物,直到每一次細(xì)胞適應(yīng)了新的混合培養(yǎng)基。每一次減少血清前,可能需要在SFM/有血清混合培養(yǎng)基中進(jìn)行幾次傳代。

  在適應(yīng)過程中,好不要讓細(xì)胞生長(zhǎng)過度。這將增加選擇亞群的可能性。需要注意,與有血清培養(yǎng)基相比,大部分SFM包含非常少的蛋白質(zhì),因而更易于受外界因素的影響。細(xì)胞培養(yǎng)適應(yīng)替代血清:許多細(xì)胞利用連續(xù)適應(yīng)方法能很好的適應(yīng),用包含F(xiàn)BS的的培養(yǎng)基和包含有替代血清的培養(yǎng)基1∶1(v∶v)的混合培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞。通過下列的混合培養(yǎng)基的方式,連續(xù)幾代減少當(dāng)前培養(yǎng)基的量:1∶2,1∶4,1∶16和100%替代培養(yǎng)基。每次適應(yīng)改變血清比例時(shí),傳代細(xì)胞2到3次。培養(yǎng)可以直接從FBS轉(zhuǎn)換到替代血清。一開始就使用相同于FBS的濃度的替代物或血清,生長(zhǎng)的延遲可能會(huì)發(fā)生,4允許進(jìn)行2到3次的傳代,使生長(zhǎng)率恢復(fù)到以前的水平。特別需要強(qiáng)調(diào)的是:配制無血清培養(yǎng)液必須使用高質(zhì)量的水,如石英玻璃蒸餾器經(jīng)三次蒸餾或超純水凈化裝置制備的水。因?yàn)闊o血清培養(yǎng)基缺乏了血清中天然成分中和毒素、保護(hù)細(xì)胞的大分子,既便水中的有毒物質(zhì)含量甚微,也可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生致死性損害。這是無血清培養(yǎng)能否成功的關(guān)鍵因素之一。

無血清培養(yǎng)基的優(yōu)點(diǎn)
 
●增加確定性 
●性能更加一致 
●容易進(jìn)行純化和下游加工 
●細(xì)胞功能的評(píng)估 
●增強(qiáng)生長(zhǎng)和/或產(chǎn)量 
●生理反應(yīng)性的較好對(duì)照 
●增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)中介物的檢測(cè) 

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