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。
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