细胞大规模培养的类型和方法(7)
②聚苯乙烯-二乙烯苯微载体
这类微载体有三种,即带负电荷的(磺化过的)载体,带正电荷的(用聚乙烯亚胺涂抹)载体,和胶原涂抹的。这些微载体用于研究内皮细胞和Hela细胞的超微结构和生化特性优于其它一些商品微载体。
③伯胺衍生的聚丙烯酰胺微载体
用微载体系统培养动物细胞,在大部分研究和开发工作中,都把重点指向优化微载体培养系统所涉及的各种因素,很少研究微载体表面的化学性质对细胞培养行为的影响。Reuveny等人研究了聚丙烯酰胺衍生的微载体,得出以下有意义的结论:
1)携带电荷量的重要性? 与叔胺衍生的微载体相比,在低的离子交换能力下,伯胺衍生的微载体能支持细胞贴壁、生长和扩展。
2)细胞类型? 比较几种细胞类型在伯胺衍生的微载体上的生长情况,得出:成纤维细胞(CEF,MRC-5)在叔胺衍生的微载体上生长比伯胺衍生的微载体好。上皮形态细胞(MDCK,MDBK)恰好相反。
3)疏水性? 当碳原子为4-6的碳氢化合物两侧链上接有带电荷的伯胺基团时(决定疏水性参数),细胞能在表面优化生长。如微载体基质上引进疏水性基团(10%甲基丙烯酰胺置换聚丙烯酰胺)时,细胞产率明显下降。
Reuveny根据以上研究结果,开发了新的微载体:二胺基已烷聚丙烯酰胺,它的离子交换能力为0.3~0.9ml/g干珠,与叔胺衍生的微载体比较,有以下优点:
1)细胞贴壁和扩展速度较快。
2)上皮形态细胞产率较高。
3)成纤维形细胞产率与叔胺衍生的微载体相当。
4)细胞能在低电荷下增殖,可能是由于从培养基中吸附血清蛋白的量降至最低的原因。
5)微载体价廉
由以上情况看来,二胺基已烷衍生的聚丙烯酰胺微载体,很有可能替换通用的叔胺衍生的微载体。
衍生的聚丙烯酰微载体,是塑料基质微载体应用比较广的一种。它的制备方法,包括聚丙烯酰胺(PAA)在内,文献中已有报道。
④甘氨酸衍生的聚苯乙烯微载体
这种微载体与表面经过组织处理的苯乙烯恰相反,它是用带正电荷基因交联苯乙烯-二乙烯苯制备的微载体。深层培养原代细胞和二倍体细胞,已成功地在这种微载体表面上增殖。
⑤聚甲苯乙烯微载体
聚苯乙烯微载体,具有溶胀率低、机械强度高、粒径分布狭的优点。但细胞贴壁不完全,表面上生长的细胞分布不均匀,微珠容易沉降。为了克服这些缺点,开发了二乙烯苯交联的聚甲苯乙烯微载体。这种微载体经试用培养BHK细胞、SA7成纤维形细胞和VH2成纤维细胞,并与Cytodex 1比较结果。
使用离子交换量为1.4mL/g的聚甲苯乙烯微载体BHK、SA7和VH2细胞,细胞在微载体表面上贴壁生长数,高于通用的Cytodex 1微载体。
⑥其它塑料基质微载体
其它塑料基质微载体如聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇等微载体,也曾研究用于动物细胞培养。其中亲水性聚乙烯醇可直接用于细胞培养,而疏水性聚甲基丙烯酸酯需经过纤粘素,糖蛋白或胶原进行表面处理,方可使用。
(6) 橡胶作基质的微载体
硅橡胶载体是将未硫化的硅橡胶液,滴到与硅橡胶不溶的凝固液中成珠,然后将珠加热或用紫外照射使之硬化,即成硅橡胶微载体。它用于培养Detrict 551二倍体细胞,经五天培养,细胞增殖比达4~5倍。
(7)玻璃作基质的微载体
玻璃是贴壁培养动物细胞的优良基质,如表面再经过血清,鱼精蛋白等组织处理,优化培养的细胞类型非常广泛。用玻璃基质加工成大量培养动物细胞的载体,一般都是球状,球径大小随培养模式不同而异。如是固定术培养,玻璃珠直径为3mm,一般可用作大量培养多种细胞。如是悬浮培养,微载体的粒度在100~150μm。因玻璃微珠比重大,轻度搅拌难以使其均匀地悬浮在培养基中,一般可采用下列方法来降低微珠的比重:
1)加工成比重1.04左右的空心珠。
2)用腐蚀液浸蚀,加工成比重1.03~1.09的多微孔类似泡沫体的微珠。
3)用聚苯乙烯作母体,表面沉积一层玻璃,得到比重在1.03 ~1.2的微珠。
玻璃基质微载体优点:
1)一般细胞系包括人二倍体成纤维细胞在内,都能在玻璃上生长。
2)用胰蛋白酶消化细胞-微载体,容易把细胞从载体上剥脱下来。
3)在搅拌情况下稳定性高。
4)玻璃不吸附培养基中血清,用后的微载体,稍加处理,即可重复使用。
5)价廉。
(8)液膜微载体
固体基质微载体培养动物细胞,还存在着两个缺点:
1)在培养细胞过程中,大多数通用的微载体基质,能牢固的吸附培养基中血清,致使微载体变性,很难处理使其恢复,故只能一次性使用,使产品成本高。
2)要胰蛋白酶消化细胞-微载体,将细胞从微载体上剥脱下来。进行这一过程,往往有大量细胞损失掉了,有时会高达20%。
为了克服上述两个缺点,Charies等人开发了液膜微载体新工艺。他们的基本依据,是在60年代Rosenberg曾提出动物细胞能贴在氟碳化合物液体表面上生长和扩展。Charies等人将氟碳化合物液体与有几种细胞培养基在乳化状态下搅拌混合,氟碳化合物即分散形成100-500μm的微液珠,它的表面内层用聚赖氨酸覆盖,外层再用血清蛋白覆盖,动物细胞即贴在微液珠表面上生长和扩展。当停止搅拌,将混合物离心分相,培养的细胞游离悬浮在轻相(有机相)和重相(培养基相)之间,有明晰的界面,用移液管即可移出。这一工艺,去除了胰蛋白酶消化程序。氟碳化合物经洗涤处理后,又可重复使用。Charies等人曾培养过BALB-3T3、3T3-L1、SV-T2、鼠细胞、以及人神经包皮成纤维形细胞,都得到比较圆满的结果。
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