細胞培養板在實驗室中用于為細胞培養提供最佳條件。細胞培養板為細胞培養物的生長提供合適的條件。它們通常是透明的,以便進行目視分析,并且培養皿的底部可以是 V 形、平坦的或圓形的。它們通常有蓋子來保護樣品,這些樣品可能會放置在多個孔中進行儲存、實驗和篩選。
雖然并非所有細胞類型都需要細胞培養平板并且可以在液體懸浮液中良好生長,但其他稱為貼壁細胞的細胞需要一個可以附著的表面。大多數從實體組織中取樣的細胞都是貼壁的,因此需要細胞培養板來進行生長和觀察。
細胞培養板通常涂有細胞外基質,如層粘連蛋白、膠原蛋白、纖維蛋白或現代合成水凝膠,如聚丙烯酰胺或 PEG,以實現更好的細胞粘附以及分化和生長。
細胞培養
細胞培養是一種從生物體中取出細胞并在適當控制的條件下置于液體培養基中的技術。如果條件理想,細胞可以存活甚至生長。當細胞轉變為具有與原始整個生物體中的器官或組織相似的功能的特定類型時,這種生長以有絲分裂(細胞分裂)或其他過程(如分化)的形式出現。
根據生長的細胞類型,培養細胞需要生長培養基。這種培養基保存在特定類型的容器中,為細胞提供各種必需的營養物質。這些可以包括碳水化合物、維生素、礦物質、氨基酸、生長因子、激素以及二氧化碳和氧氣等氣體。
該介質還起到調節理化環境的作用,包括溫度、滲透壓和 pH 調節劑/緩沖劑。大多數細胞需要在其上生長的基質,而有些細胞可以在培養基中自由漂浮地生長。如今,“細胞培養”通常指多細胞真核生物的細胞,特別是動物細胞的培養。
真核生物的細胞有一個被膜包圍的細胞核。也涉及細胞生長的其他類型的培養包括真菌培養、微生物培養、病毒培養和組織培養。
細胞培養的歷史
細胞培養、組織培養和器官培養起源于1907年耶魯大學的一個實驗室。羅斯·哈里森(Ross Harrison)切除了青蛙的神經,并能夠讓它們在鹽溶液中存活幾天。幾年后,一位來訪的科學家報告了第一個來自昆蟲的細胞培養物。在接下來的 50 年里,昆蟲細胞培養被用于實驗,例如病毒發病機制。然后,澳大利亞人 Thomas DC Grace 設法從一種特定的飛蛾中獲得了四種細胞系,只要偶爾進行傳代培養,這些細胞系就能夠持續生長。
細胞培養的優點
如果沒有細胞培養,我們會發現許多類型的體內研究都是不可能的。例如,它使我們能夠確定毒素和藥物對復雜器官細胞的影響,并可以揭示細胞如何代謝這些物質。通過細胞培養,科學家可以控制許多因素,例如生長速率、培養條件、培養基和群體密度。可以研究這些細胞的基因在細胞惡性腫瘤和生理學中的作用。
細胞培養還使研究人員能夠研究致癌物質對細胞的影響。它可以確定藥物和病毒對細胞的影響。它還允許進行功能研究。細胞培養具有實用的、拯救生命的能力。
假設某人患有癌癥。可以采集他們的腫瘤樣本,并培養細胞以找出哪種細胞毒性劑可以殺死這些細胞。這使得患者能夠使用已確定的藥物安全地接受治療。另一個實際例子是因淋巴疾病而接受化療或重度放射治療的患者。他或她可以培養干細胞和健康淋巴細胞,以便在治療后重新引入。
細胞培養應用
細胞培養有廣泛的應用。例如,動物細胞的大規模培養對于病毒疫苗和其他生物技術產品的生產至關重要。人類干細胞的培養允許細胞分化成不同的體細胞類型,以便它們可用于移植。干細胞培養還允許干細胞釋放的各種物質用于治療目的。
細胞培養還可以實現細胞農業。細胞農業旨在開發新產品和新機制,在不殺死動物的情況下生產農產品,如(養殖)肉、牛奶、香水,甚至犀牛角。事實上,細胞農業是實現無動物農業的一種途徑,在未來展現出巨大的前景。