实验解析|pH、二氧化碳、氧气和温度对细胞生长有何影响?

文摘   2024-10-26 07:05   广东  

01 pH

大多数细胞系在pH 7.4时生长最好,尽管不同细胞系的最佳pH有差异,但基本上都在pH7.0-7.7之间,高于7.7,低于6.5,细胞就会出现生长抑制。


为了方便实验者能及时关注到pH的变化,培养基会加入酚红这种pH指示剂,pH 7.4时,它呈红色,高于7.7后,变成紫红色,低于7.0时变成橘红色,6.5时就会变成黄色。


(图片来源:可画)

一般来说,细胞在培养时,随着细胞增殖,培养基颜色会逐步变黄,但如果在短时间内变黄,则大概率是出问题了,例如污染。


02 二氧化碳

正因为pH的稳定对细胞生长有很大影响,因此,在细胞培养时,通入特定浓度的二氧化碳、加入具有缓冲能力的平衡盐溶液就很有必要了。大气中的二氧化碳浓度是0.04%,但培养箱中的二氧化碳浓度通常是5%,也有2%-10%的。


目前的研究推断认为,通入二氧化碳,能溶解在培养基中,和水反应形成碳酸,进而分解为氢离子和碳酸氢根离子,这个反应是一个动态平衡的过程,即可向右也可以向左进行。


这个化学反应可以维持细胞在低生长密度时的生长稳定,当细胞生长密度变大至每毫升超过10000个细胞时,其维持效果就基本没有了。


图片来源:可画

03 氧气

另一个重要的因素是氧气,由于体外培养的细胞在培养器皿内大多是以单层贴壁生长的,和体内不同,体内的细胞是成三维结构存在的,因此体外培养的细胞能接触氧气的方式更简单高效。


研究也表明,体外培养时,细胞获得能量,主要是靠糖酵解这一个途径,因此其对氧气的需求也是比较低的。所以,体外培养细胞,并不需要额外向培养箱通特定浓度的氧气。我们只需要注意培养器皿内的培养基深度就可以了。


有文献表明,静置培养的细胞,培养基深度最好保持在2-5mm之间,也就是0.2-0.5mL/cm2 的培养基的量,因为这个深度的液体比较有利于维持氧气在细胞中的扩散率。


04 温度

最后需要提一下的就是温度,推荐的培养温度是37摄氏度,可以比这个低,但尽量不要比它高。


以经常研究的哺乳动物细胞为例,它们即使在4摄氏度环境下,都能存活几天,但如果改成在39.5摄氏度环境下时,几个小时就会挂了。


图片来源:可画


以上是我对pH、二氧化碳、氧气和温度对细胞生长影响的一点理解,如果大家在实验中遇到不明白的问题,或对文章中的内容存在疑问,欢迎在评论区留言,我会认真回复。






往期文章推荐

实验解析|良好细胞培养规范的第一步——无菌技术


实验解析|细胞培养之常见污染及防治


手把手教学|THP-1细胞的培养方法和注意事项






实验老司机分享生命科学实验知识,通过短视频、在线讲座、直播演示帮助新手实验操作者完成从0到1的入门学习。

exdrive.cn
公众号、视频号、知乎、Bilibili
抖音、西瓜、今日头条、小红书
内容同步



实验老司机
关注老司机,实验不死机。实验老司机分享生命科学实验知识,通过短视频、在线讲座、直播演示帮助新手实验操作者完成从0到1的入门学习。
 最新文章