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細胞培養時如何對器皿進行表面處理？
發布時間： 2022-01-05 點擊次數： 3652次在實驗室中，我們一般會用聚丙乙烯制成的無菌培養瓶、培養皿或多孔板來培養細胞。它們透光性好、生長面平滑、能夠提供質地均勻、重復性好的單層培養物。然而由于是人工合成的，因此聚丙乙烯是疏水性的，表面不適宜細胞生長，故用于組織培養的塑料，都要經過γ射線照射、化學處理或電離輻射，以產生親水的帶電表面，使細胞能夠附著。附著遇到的最大困難是如何讓細胞附著上去，而包被附著物有可能會促進細胞的粘附。
在很多時候，為了適應不同實驗的需求、解決細胞貼壁不牢的問題，我們需要對培養器皿用不同的物質進行包被后使用。這些物質可以是膠原、纖連蛋白或一些其他基質產物，尤其在培養原代細胞及3D細胞培養中，運用更為廣泛。
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聚合物
科學家們發現，在缺乏血清條件下，克隆細胞必須以濃度為1mg/ml的多聚賴氨酸包被培養皿，同樣的技術也可以促進神經突觸的生長。其中，多聚-D-賴氨酸（PDL）異構體優于多聚-L-賴氨酸（PLL），因為前者不容易被細胞外液蛋白酶水解，但目前兩者都在使用。
Poly-L-lysine的中文名為多聚賴氨酸，簡稱PLL，是通過鏈霉菌屬的細菌菌株自然發酵生產聚賴氨酸。
貼壁依賴性細胞，通過包被帶正電的高分子多聚賴氨酸，可以提高無血清或低血清培養環境下的細胞貼壁率，加強培養器皿表面對血清蛋白和細胞外基質蛋白的吸附，加快細胞的增殖。
多聚賴氨酸（ScienCell，貨號：0403/0413）包被多適用于神經元細胞、神經膠質細胞的培養，能夠促進神經細胞分化和神經突的生長。
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膠原和明膠
膠原（collagen）是哺乳動物體內含量最多的一類蛋白質，廣泛存在于從低等脊椎動物的體表面到哺乳動物機體的一切組織中。它是支持細胞和組織生長的重要胞外基質蛋白，其形成的胞外環境有利于多種細胞的粘附、生長、遷移和分化。用變性膠原處理后能改善多種細胞的附著能力，如上皮細胞；而天然未變性的膠原可能是細胞分化功能表達所必需的。
明膠是一種大分子非均質親水膠體，是膠原部分水解后得到的水溶性蛋白多聚體，明膠與膠原具有同源性。實驗已經發現，包被明膠有利于肌肉細胞和內皮細胞的培養。
明膠溶液（ScienCell，貨號：0423）與多聚賴氨酸一樣，也是一種粘附劑，涂覆在容器表面可以促進細胞貼壁生長。推薦用于培養分化的人類胚胎干細胞、某些原代細胞和永生化細胞。
明膠因其具有較高的生物相容性、生物可降解性且體內降解后不產生其他副產物、無免疫原性和血液相容性以及具有與膠原相同的組分和生物性質，也廣泛應用于組織工程和藥物遞送系統中。
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基質成分
基質成分包括層粘連蛋白、纖連蛋白、玻連蛋白等，其中許多是天然產物，如果化學成分不*明確，則需要一定的純化。當然，細胞外基質中的許多成分都可以作為重組蛋白使用，因此成分明確，可以純化。
纖連蛋白（Fibronectin, FN），也稱為纖維連接蛋白，是一種廣譜的、天然的細胞粘附因子。它主要由肝臟及血管內皮細胞生成，廣泛存在于血漿、多種細胞表面及細胞基質中，一種高分子量的非膠原性糖蛋白，分子含糖量4.5－9.5％可以與血纖蛋白、肝素、膠原、DNA以及細胞表面受體結合，而且具有多種細胞生物學功能，廣泛參與細胞的遷移、粘附、增殖、止血及組織修復的過程。
常用于細胞培養的纖連蛋白一般為牛血漿纖維粘連蛋白（ScienCell，貨號：8248）或人纖連蛋白（ScienCell，貨號：8488；中喬新舟，貨號：CSP044）。
纖連蛋白作為細胞培養的基質，可提高多種細胞的貼壁率、匯合率，縮短細胞匯合時間，使細胞形態結構良好，代謝率增強，DNA、RNA及蛋白質合成速度顯著提高；細胞的集落率升高，原代培養成活率提高。
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細胞外基質
雖然表面有惰性包被已經足夠了，但仍然有必要利用合適的單層細胞培養物為某些特殊細胞類型提供合適基質。如用去污劑去除匯合的小鼠成纖維細胞（3T3）、人成纖維細胞（MRC-5）等的單層細胞后，殘留的細胞外基質（ECM）能促進卵巢顆粒細胞的分化、研究腫瘤細胞行為及血管形態發生。
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飼養層
基質覆蓋有助于細胞的附著、生長和分化。但對于一些較難培養的細胞，尤其是低細胞密度下更難培養的細胞，需要活細胞來維持。原因可能是成纖維細胞的代謝物滲漏，或是成纖維細胞分泌生長因子對培養基的補充，也可能由于細胞產物優化了細胞的附著面。生長成匯合單層細胞的飼養層可為其他細胞附著提供一個合適的甚至是選擇性的表面。例如，單層神經膠質細胞可以促進中樞和外周神經元的存活及生長，雖然這種情況是由擴散因子而不是直接的細胞接觸引起的。
飼養層細胞大部分可用小鼠胚胎成纖維細胞（MEF），而飼養層細胞大都用于培養胚胎干細胞。
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非黏性附著物
當然，有時我們不希望細胞附著生長，例如培養非貼壁依賴性的細胞（懸浮細胞）時，可通過將細胞接種到瓊脂中的方法來實現，因為在這些基質中未轉化的細胞不易形成集落。目前最為常用到的是瓊脂、瓊脂糖或Methocel（甲基纖維素）。前兩種為凝膠，第三種為高粘度溶膠。因為甲基纖維素是溶膠，細胞可以在其中緩慢下沉，因此經常在其下面放一層瓊脂。在非組織培養基的器皿上不涂瓊脂層也能達到細胞培養的目的，但有時會出現細胞附著和鋪展。
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