1885年, W Roux嘗試使組織離體培養(yǎng)，被認(rèn)為是組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的萌芽； 1907年Harrison和1912年Carrel開(kāi)始把組織培養(yǎng)作為一種方法，用于研究離體動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)，標(biāo)志著細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(Celll culture technology)的誕生。細(xì)胞培養(yǎng)是指從體內(nèi)組織取出細(xì)胞膜，模擬體內(nèi)生存環(huán)境，在無(wú)菌、適當(dāng)溫度及酸堿度和一定營(yíng)養(yǎng)條件下，使其生長(zhǎng)繁殖并維持結(jié)構(gòu)和功能的一種培養(yǎng)技術(shù)。目前細(xì)胞培養(yǎng)方式主要包括以下三種：

細(xì)胞培養(yǎng)常見(jiàn)三種方式是什么

1.貼壁培養(yǎng)

貼壁培養(yǎng)主要適用于貼壁依賴性細(xì)胞。此類需要相互依賴，需貼附于不起化學(xué)作用的物質(zhì)(玻璃或塑料等無(wú)活性物質(zhì))的表面生長(zhǎng)、生存和維持，并終在附著面生長(zhǎng)至單層，鋪滿平面時(shí)便會(huì)發(fā)生接觸抑制。大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞，包括非淋巴組織的細(xì)胞和許多異倍體體系的細(xì)胞屬于這一類型，他們需要附著于適量正電荷的固體或半固體的表面勝仗。

2.懸浮培養(yǎng)

來(lái)源于血液、淋巴組織的細(xì)胞，及許多腫瘤細(xì)胞(包括雜交瘤細(xì)胞)和某些轉(zhuǎn)化細(xì)胞等屬于懸浮培養(yǎng)型細(xì)胞，細(xì)胞為非貼壁依賴性細(xì)胞，無(wú)需支撐面，細(xì)胞或細(xì)胞聚集體懸浮于液體培養(yǎng)基中增殖。懸浮培養(yǎng)是大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)的理想方式，可采用類似于微生物的方法進(jìn)行懸浮培養(yǎng)。

3.固定化培養(yǎng)

動(dòng)物細(xì)胞較微生物脆弱，易受剪切力等的影響，而細(xì)胞固定化技術(shù)可較好的保護(hù)細(xì)胞免受機(jī)械力及環(huán)境變化的影響，提高細(xì)胞的耐受力，促使細(xì)胞高密度培養(yǎng)，提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)率。在傳統(tǒng)的固定化酶技術(shù)中，常采用戊二醛、聚丙烯酰胺、聚氨酯等作為固定化細(xì)胞載體。但在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，一般使用較溫和的固定方法，如吸附、包埋、中空纖維或膠囊化等，具有剪切力低、傳遞效果好和抗污染能力強(qiáng)、細(xì)胞生長(zhǎng)密度高、產(chǎn)物易于收集和分離純化等特點(diǎn)。

由于所培養(yǎng)的細(xì)胞的不同，固定化培養(yǎng)的方式也有不同，一般對(duì)于貼壁依賴性細(xì)胞通常采用膠原包埋，而對(duì)于非貼壁依賴性細(xì)胞則常用海藻酸鈣包埋。常用的細(xì)胞固定化的方法主要有吸附、共價(jià)貼附、離子/共價(jià)交聯(lián)、包埋和微囊化等。

3.1吸附

3.1.1多孔陶瓷

KC. Biolog icals公司開(kāi)發(fā)了一種完全自動(dòng)化的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心是陶質(zhì)矩形蜂窩狀生物反應(yīng)器。反應(yīng)器構(gòu)型是一圓簡(jiǎn)內(nèi)裝置有許多陶質(zhì)矩形通道的蜂窩狀圓柱體。通道長(zhǎng)30cm截面積是長(zhǎng)方形約為1mm2，壁厚0.12mm，可提供4. 25m2的生長(zhǎng)表面積。這種結(jié)構(gòu)的生物反應(yīng)器，既可用于培養(yǎng)懸浮生長(zhǎng)的細(xì)胞，又可用于培養(yǎng)貼壁依賴性細(xì)胞。

3.1.2微載體

傳統(tǒng)的貼壁依賴性細(xì)胞的培養(yǎng)通過(guò)靜止或轉(zhuǎn)瓶等培養(yǎng)來(lái)獲得，操作繁復(fù)，且耗費(fèi)空間及人力1967年，VanWezel首次提出了“ 微載體”培養(yǎng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)幾十年的研究改進(jìn)，微載體培養(yǎng)技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)，是當(dāng)前貼壁依賴型細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的主要方法，兼具有平板培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)的有點(diǎn);能夠使得細(xì)胞處在相對(duì)均一的環(huán)境，溫度、pH、C02等均等得到很好的控制。較傳統(tǒng)的單層細(xì)胞培養(yǎng)，大大增大了表面積，便于控制放大和高密度細(xì)胞培養(yǎng)。將這種微載體在流化床式、固定床反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)，可獲得比原來(lái)多20-50 倍的高密細(xì)胞。

3.1.3大孔微載體

人們?yōu)榱私鉀Q微載體培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞易受機(jī)械損傷的缺陷以及能最大限度地?cái)U(kuò)大比表面積，開(kāi)發(fā)了具有完全連通溝回的大孔微載體。大孔微載體以纖維素為基質(zhì)，細(xì)胞接種后，大部分可進(jìn)入載體內(nèi)部生長(zhǎng)分裂，比表面積大，是實(shí)心微載體的兒倍甚至兒十倍。在孔內(nèi)，細(xì)胞可以三維生長(zhǎng)，同時(shí)能避免剪切力或氣泡的影響，細(xì)胞密度可達(dá)實(shí)心微載體的10倍以上。另外，與包埋法相比，傳質(zhì)尤其是傳氧效果好;且適用于長(zhǎng)期維持培養(yǎng)，例如Vera流化床培養(yǎng)系統(tǒng)能維持培養(yǎng)100 多天，細(xì)胞生長(zhǎng)情況依然良好，能在降低培養(yǎng)基血清含量的同時(shí)保證細(xì)胞和目的產(chǎn)物的產(chǎn)量。因此有人預(yù)言，大孔微載體技術(shù)將成為動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的種常用式。

3.2包埋

將動(dòng)物細(xì)胞包埋在各種多聚物多孔載體中而制成固定化動(dòng)物細(xì)胞的方法稱為包埋法。此法步驟簡(jiǎn)便，條件溫和，負(fù)荷量大，細(xì)胞泄露少。因細(xì)胞眠入在高聚物網(wǎng)格中而受到保護(hù)，細(xì)胞能抗機(jī)械剪切。但該法也有定缺點(diǎn)，如護(hù)“散限制，并非所有細(xì)胞都處于最佳營(yíng)養(yǎng)物濃度。包埋法一般適用于非錨地依賴型細(xì)胞的固定化。

多孔凝膠是最常用的載體，用于動(dòng)物細(xì)胞固定化的凝膠主要有海藻酸鈣、瓊脂糖、血纖維蛋白等。

3.4微囊化

微囊化培養(yǎng)技提20世紀(jì)70年代由L.in和Sun創(chuàng)建的一種大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)。微囊化為細(xì)胞創(chuàng)造了一個(gè)微生態(tài)環(huán)境，有利于保護(hù)細(xì)胞。其要點(diǎn)是：在無(wú)菌條件卜將擬培養(yǎng)的細(xì)胞、生物活性物質(zhì)及生長(zhǎng)介質(zhì)共同包表在薄的半透膜中形成微囊，再將微囊放入培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。目前海藻酸鈉聚賴氨酸海藻酸鈉微囊技術(shù)發(fā)展較為成熟。培養(yǎng)系統(tǒng)可采用攪拌式或氣升式反應(yīng)器系統(tǒng)Yamama olo等人設(shè)計(jì)了微囊與空纖維膜相結(jié)合的新型微費(fèi)化技術(shù)和反應(yīng)器

微囊化培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：可防止細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中受到物理?yè)p傷;活性蛋白不能從囊中自由出入半透膜，從而提高細(xì)胞密度和產(chǎn)物含量，并方便分離純化處理。但是由于微囊制作復(fù)朵，成功率不高;且制備過(guò)程采用化學(xué)方法，性質(zhì)很不穩(wěn)定，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)難以控制。