在營養(yǎng)物質(zhì)一定的體外培養(yǎng)體系中,無菌培養(yǎng)條件下,動物細(xì)胞的生長狀況和生長速度與接入的細(xì)胞密度有關(guān)系。描述細(xì)胞生長的連續(xù)變化中細(xì)胞密度與培養(yǎng)時間的關(guān)系,往往用細(xì)胞生長曲線表示,包括遲緩期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰退期。正確的生長曲線描述,依賴正常的培養(yǎng)條件和無菌操作,并且需要熟練的細(xì)胞計數(shù)操作。細(xì)胞生長曲線是以細(xì)胞密度為縱坐標(biāo)、累計培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)作圖描繪的折線圖,也可以直接以細(xì)胞密度作縱坐標(biāo)、累計培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)在半對數(shù)表上作圖描繪的折線圖。若每隔24h測定細(xì)胞密度,可用天(d)作累計培養(yǎng)時間單位,若隔12h或更短時間測定細(xì)胞密度,建議使用小時(h)作累計培養(yǎng)時間單位。
作為細(xì)胞生長曲線觀察用的培養(yǎng)物,在后續(xù)培養(yǎng)過程中,不得改變培養(yǎng)體系即培養(yǎng)液的體積,要確保培養(yǎng)條件的穩(wěn)定。需要換液時采用定量換液方法操作,使用同樣體積的新鮮培養(yǎng)液替代廢棄培養(yǎng)液,不干擾細(xì)胞團(tuán),不取出細(xì)胞。培養(yǎng)條件包括溫度、
CO2濃度、趨飽和濕度,一般要求37℃、5%CO2濃度、相對濕度90%以上的條件下進(jìn)行哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)。
生長曲線對于哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的意義
典型的生長曲線包括遲緩期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰退期這4個時期。生長曲線也是細(xì)胞株具有的特有屬性,不同細(xì)胞株的生長曲線圖形不完全一致。
日常培養(yǎng)的細(xì)胞株用于某種目的前,最好預(yù)先培養(yǎng)以便觀察其細(xì)胞生長曲線,了解該細(xì)胞株的合理接種密度。
(1)當(dāng)接種細(xì)胞密度足夠高時,將不出現(xiàn)典型的遲緩期或遲緩期很短,并且到達(dá)衰退期的累計培養(yǎng)時間最短。進(jìn)行細(xì)胞藥理或細(xì)胞毒理試驗(yàn)時,預(yù)培養(yǎng)的細(xì)胞接種密度往往控制在1×105-2×105/ml范圍,以便在加載供試藥物時,所培養(yǎng)的細(xì)胞處于對數(shù)生長期并已形成單層或接近單層。
(2)當(dāng)接種細(xì)胞密度合理時,會出現(xiàn)典型的遲緩期,并且到達(dá)衰退期的累計培養(yǎng)時間比較短。正因?yàn)槿绱?,進(jìn)行傳代培養(yǎng)、原代培養(yǎng)、擴(kuò)大培養(yǎng)時,一般細(xì)胞培養(yǎng)時都要控制接種密度在2×104-5×105/ml范圍。
(3)當(dāng)接種細(xì)胞密度太低時,會出現(xiàn)很長的遲緩期,很難觀察到對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰退期,要觀察到衰退期的累計培養(yǎng)時間非常長。在依賴哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行生物制品生產(chǎn)的過程中,尤其需要避免此種細(xì)胞密度下的接種培養(yǎng),以免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和時間浪費(fèi)。
動物細(xì)胞增殖過程
動物細(xì)胞增殖過程,即有絲分裂的過程,可以分為以下幾個階段:
?細(xì)胞周期。從一個細(xì)胞的分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束的過程,被稱為細(xì)胞周期。這個周期可以分為分裂間期和分裂期。
?分裂間期。在分裂間期,細(xì)胞進(jìn)行生長和準(zhǔn)備分裂,這個階段對細(xì)胞的最終特性至關(guān)重要。
?有絲分裂前期。在這個階段,染色體開始形成,紡錘絲開始連接染色體的著絲粒部位并向細(xì)胞中央移動。
?有絲分裂中期。此時,所有染色體整齊地排列在赤道面上,為后續(xù)的分裂做準(zhǔn)備。
?有絲分裂后期。在后期,姐妹染色單體在著絲粒部位分開,并隨紡錘絲向細(xì)胞兩極移動。
?有絲分裂末期。此時,染色體到達(dá)細(xì)胞兩極,解旋為染色質(zhì),并被核膜包圍,完成遺傳信息的分配。細(xì)胞質(zhì)分裂通常開始于有絲分裂后期。以動物細(xì)胞為例,隨著細(xì)胞質(zhì)膜在赤道面向內(nèi)凹陷,細(xì)胞質(zhì)發(fā)生分裂,最終形成兩個獨(dú)立的子細(xì)胞。
這個過程保證了細(xì)胞遺傳信息從親代到子代的穩(wěn)定傳遞。
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