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细胞培养是指在细胞生长的自然环境外部培养细胞。为保证细胞增殖旺盛,使用正确的培养基并选择合适的容器,从而保持最佳细胞培养条件非常重要。细胞培养基是支持细胞生长的液体或凝胶制剂。培养基配方通常含有氨基酸、缓冲剂、维生素、激素、无机盐及其他因子。培养基还可以调节 pH 值和渗透压等生理化学参数。使用特定细胞培养添加剂可以促进细胞生长并增加培养时间。

什么是细胞培养试剂?

细胞培养试剂支持细胞的分离、生长和加工。该类试剂包括各种试剂–抗生素、密度梯度培养基、补料、细胞培养补充剂(如生长因子)等。

细胞培养的污染

污染是实验室研究人员和生物工艺科学家面临的主要挑战。遵循严格的无菌技术可以限制污染风险,生产环境中的封闭加工即是如此。可以将抗生素添加到目标培养基中杀死生物污染物,如细菌。

通过密度梯度离心法分离细胞

细胞分离可将特定细胞类型从混合细胞群中分离出来。密度梯度离心法就是这样一种方法,可按密度分离细胞。该方法常用于血液处理以获得特定的血液成分。由于密度梯度培养基不影响生物活性,因而非常适合细胞和细胞器的纯化。

细胞培养补充剂

细胞培养补充剂是添加的细胞培养试剂,可保持细胞存活,而且相比其他方法细胞生长密度更大。有多种补充剂可满足不同细胞系的代谢需求。例如丙酮酸钠、胆固醇补充剂、特定生长因子、氨基酸和浓缩维生素。

补料分批培养

在生物工艺中,为了尽可能提高细胞密度,可以在培养过程中添加补料添加剂。这种称为分批补料的工艺方式可以延长培养时间,从而增加所关注生物制剂的产量。

细胞解离

贴壁细胞(包括用于研究和生物制造的细胞系)需要黏附底物(如组织培养瓶或微载体)以提高培养能力。这种锚定依赖性细胞通常需要解离或分解,以将细胞与生长表面分离开来。该过程通常由称为细胞解离试剂的细胞培养试剂完成,其中包括猪胰蛋白酶和微生物系统中产生的重组酶。后者是生产生物制剂的首选,可以避免引入动物来源的成分。

细胞系的冷冻保存

冷冻保存是通过将样品冷却至极低温度来保存组织、细胞和其他生物结构的过程。冷冻保存哺乳动物细胞的原因是多方面的。其中包括减少污染造成的损失和降低细胞系发生遗传变化的风险。冷冻保存还可以在长时间储存与运输过程中保存细胞。

冷冻保存培养基含有冷冻保存剂,可以防止细胞在冻融过程中发生损坏。DMSO 就是一种这样的冷冻保存剂,可以添加在细胞培养基或含或不含蛋白质的类似成分中。