時間:2021-03-12 來源:
細胞,作為人體結構和生理功能的基本單位,是探索生命體的重要實驗對象。通過對小小的細胞進行研究,人們得以窺見生物的大世界。
每天,都有無數細胞參與到科研中,可是,那么多的細胞從哪兒來呢?答案是:通過細胞培養。
不論是對于整個生物工程技術,還是其中之一的生物克隆技術來說,細胞培養都是一個必不可少的過程。科學家們利用細胞的“生長繁殖”功能,能夠培育出成千上萬的細胞,他們被裝在試驗器皿中,隨時為實驗準備著。
細胞培養,是對細胞進行實驗的前提與基礎,如果沒有足夠多的細胞作為實驗對象,科學家恐怕也是“巧婦難為無米之炊”!
一粒種子,長成大樹,如果我們想要得到更多樹苗,我們可以通過移植來獲得小樹苗;
一個細胞,繁殖出了很多細胞,可是許多細胞的繁殖是有時間周期和上限的,如果我們想得到更多生命力旺盛的細胞,就可以通過傳代培養來實現:
將培養物分割成許多小部分,重新接種到另外的培養器皿中,在進行培養的過程,就叫細胞的傳代培養。而代傳的方法則包括:懸浮生長細胞傳代、半懸浮生長細胞傳代(Hela細胞)和貼壁生長細胞傳代。
看到這里,你便知道,細胞貼壁是什么意思了,原來,細胞貼壁是培育細胞的一種方法。
在實驗室中,科學家通過板、瓶、皿等容器來給細胞們“安家”,可以說這些器材,是細胞生長繁殖的“伊甸園”,是實驗室常見的消耗品。
由于細胞種類眾多,環境適應能力各異,研究者的需求也不盡相同,所以細胞培養器皿的功能可謂“眾口難調”。比如,對于淋巴細胞、人白血病細胞K-562等懸浮細胞培養而言,普通的聚苯乙烯基材器皿即可滿足條件;
但是,對于成纖維型細胞、上皮型細胞等貼壁細胞培養而言,則需要對基材進行親水表面處理,以實現細胞的貼壁生長。
也許你會問,難道用普通的器皿,細胞就不能貼壁生長了嗎?事實的確是這樣,許多動物細胞的體外培養,往往需要錨定在某種特殊的表面介質,包括細胞外基質提取物、多肽,及經過特殊處理的塑料、玻璃表面等,才能長效生長;
很多普通器材,不能滿足細胞貼壁的條件,會導致細胞停止分裂,甚至死亡。
讓細胞貼壁培養更高效
由于我國生命科學領域研究相對歐美國家起步較晚,高端生物培養用塑料耗材主要依賴進口,包括美國康寧、賽默飛世爾在內的行業巨頭,占領了近95%的市場份額。
尤其是在半貼壁細胞及干細胞等難養細胞的培養等高端應用領域,國內的大部分企業僅能生產普通親水系列的產品,長效超親水的細胞培養產品基本依賴進口。但是,武漢先進院前瞻研發中心等離子體項目研發團隊,通過自主研發的等離子體增強親水改性技術,實現了細胞的超貼壁培養。
這一技術的原理是:通過團隊自主研發的射頻等離子體設備與處理工藝,使聚苯乙烯表面的水接觸角由原先的90°降至10°以下。在【趣味科普】第三期:超疏水材料,出淤泥而不染 一文中,我們曾詳細解釋過接觸角的概念,感興趣的朋友可點擊查閱。
簡而言之:接觸角越小,細胞與器皿的貼壁越緊密。


293t細胞培養24h后的顯微鏡下對比圖:(a) 未經表面處理的培養皿;(b)增強親水處理后的培養皿
生命探索永不止步,愿所有科學家都能用上國產實驗器皿,進行超親水細胞超貼壁培養;“巧婦有米”,科研大餐指日可待!
[1]劉梅芳,徐國恒, 細胞體外培養時為什么會貼到培養皿壁上。生物學通報。2007,42(9):54。
[2]吳建波,尹麗慧, 不同培養方法對骨髓間充質干細胞貼壁和純度的影響。山東醫藥,2008,48(4):15-17。
[3]韓巖, 基膜黏連蛋白和Ⅳ型膠原對培養許旺細胞貼壁及增殖的作用。中華顯微外科雜志。2002 , 25(3):194-196。
[4]朱壬葆,人骨髓體外培養中貼壁細胞層的形態分析。實驗生物學報,1982(2):33-43。
[5]季紅,劉永,趙林普,小鼠骨髓細胞體外培養中貼壁細胞層的結構與作用。中國病理生理雜志, 1988(01)。
[6]陳桑,劉希鳳,凌茂英,介紹一種使懸浮的肝癌細胞貼壁的方法。大連醫科大學學報, 1992(4):61-62。