Одним из основных преимуществ клеточной культуры является возможность манипулировать физической химией репродукции клеток (т.е. температурой, pH, осмотическим давлением, напряжением O2 и CO2) и физиологической средой (т.е. концентрацией гормонов и питательных веществ).В дополнение к температуре среда культивирования контролируется питательной средой.
Хотя физиологическая среда культуры не так ясна, как ее физическая и химическая среда, лучшее понимание компонентов сыворотки, идентификация факторов роста, необходимых для пролиферации, и лучшее понимание микроокружения клеток в культуре.(т.е. межклеточное взаимодействие, диффузия газа, взаимодействие с матриксом) теперь позволяет культивировать определенные клеточные линии в бессывороточных средах.
1. Культуральная среда влияет на рост клеток
Обратите внимание, что условия культивирования клеток различны для каждого типа клеток.
Последствия отклонения от условий культивирования, необходимых для определенного типа клеток, варьируются от экспрессии аномальных фенотипов до полной неудачи клеточной культуры.Поэтому мы рекомендуем вам ознакомиться с интересующей вас клеточной линией и строго следовать инструкциям, прилагаемым к каждому продукту, который вы используете в своем эксперименте.
2. Меры предосторожности для создания оптимизированной среды клеточной культуры для ваших клеток:
Питательные среды и сыворотка (дополнительную информацию см. ниже)
Уровни pH и CO2 (дополнительную информацию см. ниже)
Выращивайте пластик (подробнее см. ниже)
Температура (подробнее см. ниже)
2.1 Питательные среды и сыворотка
Культуральная среда является наиболее важной частью культуральной среды, поскольку она обеспечивает питательные вещества, факторы роста и гормоны, необходимые для роста клеток, и регулирует рН и осмотическое давление культуры.
Хотя первоначальные эксперименты с клеточными культурами проводились с использованием натуральных сред, полученных из экстрактов тканей и биологических жидкостей, потребность в стандартизации, качестве сред и повышенном спросе привела к разработке окончательных сред.Три основных типа сред — это базовые среды, среды с пониженным содержанием сыворотки и среды без сыворотки, и они предъявляют различные требования к добавлению сыворотки.
2.1.1 Основная среда
Среда для культивирования клеток Gibco
Большинство клеточных линий хорошо растут в основных средах, содержащих аминокислоты, витамины, неорганические соли и источники углерода (такие как глюкоза), но составы этих основных сред должны быть дополнены сывороткой.
2.1.2 Среда с восстановленной сывороткой
Бутылка со средой Gibco Low Serum Medium
Другой стратегией снижения побочных эффектов сыворотки в экспериментах с клеточными культурами является использование среды с уменьшенным содержанием сыворотки.Среда с уменьшенной сывороткой представляет собой базовую формулу среды, богатую питательными веществами и факторами животного происхождения, которые могут уменьшить количество требуемой сыворотки.
2.1.3 Бессывороточная среда
Флакон с бессывороточной средой Gibco
Бессывороточная среда (SFM) позволяет избежать использования сыворотки животных, заменяя сыворотку соответствующими составами питания и гормонов.Многие первичные культуры и клеточные линии имеют бессывороточные составы сред, включая линию производства рекомбинантного белка яичника китайского хомячка (CHO), различные линии гибридомных клеток, линии насекомых Sf9 и Sf21 (Spodoptera frugiperda), а также клетки-хозяева для продукции вируса. (например, 293, VERO, MDCK, MDBK) и др. Одним из основных преимуществ использования бессывороточной среды является возможность сделать среду селективной в отношении конкретных типов клеток за счет подбора соответствующей комбинации факторов роста.В следующей таблице перечислены преимущества и недостатки бессывороточных сред.
Преимущество
Повышение четкости
Более стабильная производительность
Упрощенная очистка и последующая обработка
Точная оценка функции клеток
Повысить продуктивность
Лучший контроль над физиологическими реакциями
Усовершенствованное обнаружение сотовых носителей
Недостаток
Требования к формуле среды для конкретного типа клеток
Требуется более высокая чистота реагента
Замедление роста
2.2.1 Уровень pH
Большинство нормальных клеточных линий млекопитающих хорошо растут при рН 7,4, и различия между разными клеточными линиями невелики.Однако было показано, что некоторые трансформированные клеточные линии лучше растут в слегка кислой среде (pH 7,0–7,4), в то время как некоторые нормальные клеточные линии фибробластов предпочитают слабощелочную среду (pH 7,4–7,7).Линии клеток насекомых, такие как Sf9 и Sf21, лучше всего растут при рН 6,2.
2.2.2 Уровень СО2
Среда для выращивания регулирует рН культуры и буферизирует клетки в культуре, чтобы противостоять изменениям рН.Обычно такая буферизация достигается за счет содержания органических (например, HEPES) или буферов на основе бикарбоната СО2.Поскольку pH среды зависит от тонкого баланса растворенного диоксида углерода (CO2) и бикарбоната (HCO3-), изменения содержания CO2 в атмосфере изменят pH среды.Поэтому при использовании среды, забуференной буфером на основе СО2-бикарбоната, необходимо использовать экзогенный СО2, особенно при культивировании клеток в открытых культуральных чашках или культивировании трансформированных клеточных линий в высоких концентрациях.Хотя большинство исследователей обычно используют 5-7% CO2 в воздухе, в большинстве экспериментов с клеточными культурами обычно используется 4-10% CO2.Тем не менее, каждая среда имеет рекомендуемое напряжение CO2 и концентрацию бикарбоната для достижения правильного pH и осмотического давления;для получения дополнительной информации см. инструкции производителя носителя.
2.3 Выращивание пластмасс
Пластики для клеточных культур доступны в различных формах, размерах и поверхностях, чтобы соответствовать различным применениям клеточных культур.Используйте руководство по пластику для клеточных культур и руководство по контейнерам для клеточных культур ниже, чтобы помочь вам выбрать правильный пластик для вашего приложения для клеточных культур.
Посмотреть весь пластик для культивирования клеток Thermo Scientific Nunc (рекламная ссылка)
2.4 Температура
Оптимальная температура для культивирования клеток зависит в большей степени от температуры тела хозяина, от которого выделяют клетки, и в меньшей степени от анатомических изменений температуры (например, температура кожи может быть ниже, чем температура скелетных мышц). ).Для клеточной культуры перегрев является более серьезной проблемой, чем перегрев.Поэтому температуру в инкубаторе обычно устанавливают чуть ниже оптимальной.
2.4.1 Оптимальная температура для различных клеточных линий
Большинство клеточных линий человека и млекопитающих хранят при температуре от 36°C до 37°C для оптимального роста.
Клетки насекомых культивируют при 27°C для оптимального роста;они растут медленнее при более низких температурах и температурах от 27°C до 30°C.Выше 30°С жизнеспособность клеток насекомых снижается, даже если она вернется к 27°С, клетки не восстановятся.
Линии клеток птиц нуждаются в температуре 38,5°C для достижения максимального роста.Хотя эти клетки можно хранить при 37°C, они будут расти медленнее.
Клеточные линии, полученные от хладнокровных животных (таких как амфибии, холодноводные рыбы), могут переносить широкий диапазон температур от 15°C до 26°C.
Время публикации: 01 февраля 2023 г.