Celkweekomgeving beïnvloedt celproductie

Een van de belangrijkste voordelen van celkweek is de mogelijkheid om de fysische chemie van celreproductie (dwz temperatuur, pH, osmotische druk, O2- en CO2-spanning) en fysiologische omgeving (dwz hormoon- en nutriëntenconcentratie) te manipuleren.Naast de temperatuur wordt de kweekomgeving gecontroleerd door het groeimedium.

Hoewel de fysiologische omgeving van cultuur niet zo duidelijk is als zijn fysieke en chemische omgeving, is een beter begrip van serumcomponenten, identificatie van groeifactoren die nodig zijn voor proliferatie en een beter begrip van de micro-omgeving van cellen in cultuur.(dwz cel-cel interactie, gasdiffusie, interactie met de matrix) maakt het nu mogelijk bepaalde cellijnen te kweken in serumvrije media.

1. De cultuuromgeving beïnvloedt de celgroei
Houd er rekening mee dat de celkweekomstandigheden voor elk celtype anders zijn.
De gevolgen van het afwijken van de voor een bepaald celtype vereiste kweekomstandigheden variëren van de expressie van abnormale fenotypes tot het volledig mislukken van de celkweek.Daarom raden we u aan vertrouwd te raken met de cellijn waarin u geïnteresseerd bent en de instructies strikt op te volgen voor elk product dat u in uw experiment gebruikt.

2. Voorzorgsmaatregelen voor het creëren van een geoptimaliseerde celkweekomgeving voor uw cellen:
Kweekmedia en serum (zie hieronder voor meer informatie)
pH- en CO2-waarden (zie hieronder voor meer informatie)
Kweek plastic (zie hieronder voor meer informatie)
Temperatuur (zie hieronder voor meer informatie)

2.1 Culturele media en serum
Het kweekmedium is het belangrijkste onderdeel van de kweekomgeving, omdat het de voedingsstoffen, groeifactoren en hormonen levert die nodig zijn voor celgroei, en de pH en osmotische druk van de kweek reguleert.

Hoewel de eerste celkweekexperimenten werden uitgevoerd met behulp van natuurlijke media verkregen uit weefselextracten en lichaamsvloeistoffen, leidde de behoefte aan standaardisatie, mediakwaliteit en toegenomen vraag tot de ontwikkeling van definitieve media.De drie basistypen media zijn basale media, gereduceerde serummedia en serumvrije media, en ze hebben verschillende vereisten voor serumsuppletie.

2.1.1 Basismedium
Gibco celkweekmedium
De meeste cellijnen groeien goed in basische media die aminozuren, vitaminen, anorganische zouten en koolstofbronnen (zoals glucose) bevatten, maar deze basische mediaformuleringen moeten worden aangevuld met serum.

2.1.2 Gereduceerd serummedium
Fles met Gibco Low Serum Medium
Een andere strategie om de nadelige effecten van serum in celkweekexperimenten te verminderen, is het gebruik van serum-gereduceerde media.Verminderd serummedium is een basismediumformule die rijk is aan voedingsstoffen en van dieren afkomstige factoren, die de benodigde hoeveelheid serum kunnen verminderen.

2.1.3 Serumvrij medium
Fles met Gibco serumvrij medium
Serumvrij medium (SFM) omzeilt het gebruik van dierlijk serum door serum te vervangen door geschikte voeding en hormoonformuleringen.Veel primaire culturen en cellijnen hebben serumvrije mediumformuleringen, waaronder de productielijn voor recombinant eiwit van de Chinese hamster (CHO), verschillende hybridomacellijnen, insectenlijnen Sf9 en Sf21 (Spodoptera frugiperda), evenals voor de gastheer voor virusproductie (bijvoorbeeld 293, VERO, MDCK, MDBK), enz. Een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van een serumvrij medium is de mogelijkheid om het medium selectief te maken voor specifieke celtypen door een geschikte combinatie van groeifactoren te selecteren.De volgende tabel somt de voor- en nadelen van serumvrije media op.

Voordeel
Vergroot de duidelijkheid
Meer consistente prestaties
Gemakkelijkere zuivering en verdere verwerking
Beoordeel de celfunctie nauwkeurig
Productiviteit verhogen
Betere controle van fysiologische reacties
Verbeterde detectie van mobiele media
Nadeel
Vereisten voor celtypespecifieke mediumformules
Hogere reagenszuiverheid nodig
Vertraging in groei

2.2.1 pH-waarde
De meeste normale cellijnen van zoogdieren groeien goed bij een pH van 7,4 en de verschillen tussen verschillende cellijnen zijn klein.Er is echter aangetoond dat sommige getransformeerde cellijnen beter groeien in een licht zure omgeving (pH 7,0 – 7,4), terwijl sommige normale fibroblastcellijnen de voorkeur geven aan een licht alkalische omgeving (pH 7,4 – 7,7).Insectencellijnen zoals Sf9 en Sf21 groeien het best bij een pH van 6,2.

2.2.2 CO2-gehalte
Het groeimedium regelt de pH van de kweek en buffert de cellen in de kweek om pH-veranderingen te weerstaan.Gewoonlijk wordt deze buffering bereikt door organische (bijvoorbeeld HEPES) of op CO2-bicarbonaat gebaseerde buffers te bevatten.Omdat de pH van het medium afhangt van de delicate balans van opgelost kooldioxide (CO2) en bicarbonaat (HCO3-), zullen veranderingen in atmosferisch CO2 de pH van het medium veranderen.Daarom is het bij gebruik van een medium gebufferd met een op CO2-bicarbonaat gebaseerde buffer noodzakelijk om exogeen CO2 te gebruiken, vooral bij het kweken van cellen in open kweekschalen of het kweken van getransformeerde cellijnen bij hoge concentraties.Hoewel de meeste onderzoekers meestal 5-7% CO2 in de lucht gebruiken, gebruiken de meeste celkweekexperimenten meestal 4-10% CO2.Elk medium heeft echter een aanbevolen CO2-spanning en bicarbonaatconcentratie om de juiste pH en osmotische druk te bereiken;Raadpleeg voor meer informatie de instructies van de fabrikant van het medium.

2.3 Kunststoffen kweken
Kunststoffen voor celkweek zijn verkrijgbaar in verschillende vormen, maten en oppervlakken voor verschillende celkweektoepassingen.Gebruik de onderstaande gids voor het celkweekoppervlak en de gids voor de celkweekcontainer om u te helpen bij het kiezen van het juiste plastic voor uw celkweektoepassing.
Bekijk alle Thermo Scientific Nunc celkweek plastics (advertentielink)

2.4 Temperatuur
De optimale temperatuur voor celkweek hangt in grote mate af van de lichaamstemperatuur van de gastheer waaruit de cellen geïsoleerd zijn, en in mindere mate van de anatomische veranderingen in temperatuur (de huidtemperatuur kan bijvoorbeeld lager zijn dan die van de skeletspier). ).Voor celcultuur is oververhitting een ernstiger probleem dan oververhitting.Daarom wordt de temperatuur in de broedmachine meestal iets onder de optimale temperatuur ingesteld.

2.4.1 Optimale temperatuur voor verschillende cellijnen
De meeste cellijnen van mensen en zoogdieren worden voor optimale groei op 36°C tot 37°C gehouden.
Insectencellen worden gekweekt bij 27°C voor een optimale groei;ze groeien langzamer bij lagere temperaturen en temperaturen tussen 27°C en 30°C.Boven de 30°C neemt de vitaliteit van insectencellen af, ook als het teruggaat naar 27°C herstellen de cellen niet.
Aviaire cellijnen hebben 38,5°C nodig om maximale groei te bereiken.Hoewel deze cellen bij 37°C kunnen worden bewaard, zullen ze langzamer groeien.
Cellijnen afkomstig van koudbloedige dieren (zoals amfibieën, koudwatervissen) kunnen een breed temperatuurbereik van 15°C tot 26°C verdragen.