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培养细胞的CO2浓度
作者:超级管理员    发布于:2019-06-14 02:57:29    文字:【】【】【

A: 师兄,为什么我这个细胞的状态老不好?

B: 培养基用对了吗?

A: 这个怎么可能错?

B: CO2浓度对吗?

A: 不都是5%吗?

B: 怪不得你细胞养不好,你是知其然不知其所以然。让师兄好好和你说说!

 

1    碳酸氢钠和CO2

细胞的存活和生长,需要CO2同时也会产生少量CO2。在培养基中加入CO2可以与HCO3-形成平衡,所以很多种类的培养基会通过CO2/HCO3-体系平衡pH。CO2直接溶解在培养基中并形成H2CO3。随着细胞代谢并产生更多的CO2,培养基pH下降并导致下面的化学平衡向右移动:

 

       H2O + CO2←→ H2CO3 ←→H+ + HCO3-

理想的pH范围是7.2—7.4,可以通过补充NaHCO3和调节上层空气中的CO2水平来维持,化学过程如下:

 

     H2O+CO2+NaHCO3←→H+ + Na+ + 2HCO3-

 

组织培养时,细胞可能在开放体系中(培养基上层空气和培养箱中空气可以自由交换)生长,也可能在封闭体系中(培养基上层空气和培养箱中空气相互隔离)生长。培养基中的缓冲体系需要与这些培养方式匹配,否则细胞状态会由于代谢压力而变差。

在开放体系中培养细胞时,可通过控制空气湿度(可以减少培养基蒸发)和CO2的调节方式(如果培养基含NaHCO3)来维持pH。在开放体系中,需要含更高NaHCO3浓度的Earle's平衡盐溶液,并且由培养箱维持5-10%CO2通常,1.2-2.2g/L NaHCO3配合5% CO23.7 g/L NaHCO3配合10% CO2。精确的计量因培养基配方而不同。

除了Leibovitz's L-15 (ATCC No.30-2008),ATCC所有培养基都要匹配5% CO2。绝大多数ATCC培养基含1.5g/LNaHCO3以及额外的丙酮酸钠。而Gibco Hyclone很多品牌的培养基里都含有3.7g/L NaHCO3,因此应该匹配10% CO2

 

A: 想不到还有这讲究,培养基里还有哪些成分呢?

B: 嘿嘿,这个问题也难不倒我!

 

细胞培养基成分复杂,包括盐类、糖类、维生素、氨基酸、代谢前体、生长因子、激素和微量元素。对这些物质的需求因细胞而有差异,这也导致大量的不同培养基配方出现。主要碳源物质通常是葡萄糖,有时也会使用半乳糖代替,这是因为半乳糖的代谢速度较慢。氨基酸(尤其是L-谷氨酰胺)和丙酮酸盐也可作为碳源。

除了营养成分,培养基也会帮助维持培养体系的pH和渗透压。pH的维持依靠一种或多种缓冲液体系,最常见的包括CO2/NaHCO3、磷酸盐和HEPES等,血清也可以作为完全培养基的缓冲液。

2  HEPES

HEPES和其他有机缓冲液可以有效调节培养基pH,适用于多种细胞系。实际上,某些标准培养基配方包含HEPES。但是,HEPES可能会有毒性,尤其是对某些已分化细胞,所以使用前需首先评估其效果。

3   酚红

酚红可作为培养基的pH指示剂。酚红在低pH时显示黄色,在高pH时则显示紫色。绝大多数组织培养时,pH为7.4,应显示为鲜红色。

4  L-谷氨酸钠

L-谷氨酰胺(ATCC No. 30-2214)是所有哺乳动物细胞和昆虫细胞的必需氨基酸。与其它氨基酸相比,L-谷氨酰胺在液体培养基中更不稳定。因此,为了延长保质期,商品化的液体培养基中经常不添加L-谷氨酰胺。这种情况下,使用前要先无菌加入L-谷氨酰胺。由于在干燥状态下比较稳定,所以绝大多数干粉培养基中都已预添加L-谷氨酰胺。

5  非必须氨基酸

所有培养基配方包含十种必需氨基酸,同时包括半胱氨酸、谷氨酰胺和酪氨酸。在一些培养基配方中包含其他非必需氨基酸(丙氨酸,天冬酰胺,天冬氨酸,甘氨酸,谷氨酸,脯氨酸,丝氨酸),降低了细胞的代谢负担,有利于细胞增殖。

脚注信息
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