细胞培养容器介绍

细胞培养容器

培养容器提供了一道污染屏障，保护培养物免受外部环境的影响，同时保持适当的内部环境。对于贴壁型细胞，容器为细胞贴壁提供了合适且一致的材质。容器的其他特性包括亲和培养物和光学透明的表面。

最初所有培养容器都是玻璃材质。与塑料相比，玻璃的缺点包括重量大、价格昂贵、清洗费力、显微镜观察效果差。到 20 世纪 60 年代，聚苯乙烯的表面处理技术得到发展，塑料容器在大多数细胞培养应用中取代了玻璃。

以下重点介绍许多研究人员使用的标准细胞培养容器。不包括大型培养设备。

首先，将要培养的细胞的特性与不同培养系统的特性相匹配。细胞培养有三种基本类型：

• 依赖锚定，必须贴壁在表面才能生长（例如，人类二倍体成纤维细胞）。

• 不依赖锚定，在悬浮液中生长（大多数血液来源的细胞培养物）。

• 可以贴壁或悬浮生长的细胞（许多转化细胞系，例如 HeLa 和 BHK-21）。

了解培养物的生长要求，有助于选择最佳培养系统。有四种基本培养系统：

• 静止单层细胞培养物，生长在培养瓶、培养皿和多孔板中。这些是最容易使用的培养系统，需要的设备最少。然而，这些系统对于生产大量细胞来说非常耗费人力。

• 移动单层细胞培养物主要在滚瓶中生长。这些容器在电动架或滚筒上缓慢旋转（约 0.5 rpm 至 1 rpm），广泛用于生产大量细胞。滚瓶采用简单的技术，但需要投资购买适当的设备。

• 静止悬浮培养物，在未经处理的培养皿和培养瓶中不经过搅拌地生长。这些培养物最适合培养在传统搅拌悬浮培养物中生长不良的少量贴壁非依赖性细胞。
  

• 移动悬浮培养物在机械搅拌容器（旋转烧瓶）、生物反应器或发酵罐中生长。这些系统在空间、劳动力和培养基方面是最经济的；因此，搅拌悬浮培养通常是实验室和工业中生产大量细胞的首选方法。许多贴壁依赖性细胞可以适应在微载体上生长，以利用这些系统。

下一步决定细胞是在开放系统还是封闭系统中生长。开放系统塑料培养皿比封闭系统培养瓶便宜，但需要更昂贵的培养箱来调节大气中的二氧化碳和湿度。封闭系统提供额外的防污染保护，对培养箱的要求也更简单。所有培养皿和多孔板都是开放系统。所有其他培养容器都可以在任一模式下使用，在开放系统中将盖子松开，在封闭系统中将盖子拧紧。培养容器的塑料壁对二氧化碳和氧气有轻微的渗透性，允许极少量的气体交换。这在大多数培养应用中不是问题，但可能会干扰缺氧实验或培养基的长期储存。可以使用在完全拧紧时允许气体交换的盖子，以减少开放系统中烧瓶溢出和污染的机会。

最后一步是将所需的细胞产量与适当大小的培养容器相匹配。对于单层培养，产量受处理过的生长表面面积的限制。对于汇合的连续哺乳动物细胞系，处理过的表面通常产量约为 0.5 × 10⁵ 个细胞/cm 2至 1 × 10⁵ 个细胞/cm 2。对于悬浮培养，总细胞产量由容器的工作体积决定。在搅拌系统中，细胞浓度很容易达到 1 × 10⁶个细胞/mL 至 2 × 10⁶ 个细胞/mL 培养基之间。但是，确切的产量需要根据每个细胞系的经验确定。强烈建议将细胞保持在对数生长期，而不要让其进入稳定期。贴壁依赖性细胞系通常在达到融合之前进行传代或分裂。

培养瓶

20 世纪 20 年代发明了第一批玻璃培养瓶。20 世纪 40 年代发明了更传统的直颈矩形（也称六角形）玻璃 T 型烧瓶。如今，塑料培养瓶具有多种生长区域、各种形状，并有几种不同的颈部设计。设计的选择取决于所使用的细胞培养技术以及个人喜好。

细胞培养皿

细胞培养皿最经济实惠，并且最容易接触到细胞生长表面。这使得它们成为克隆或其他操作（如刮擦）的首选容器，这些操作需要直接接触细胞单层。它们必须与控制 二氧化碳和湿度的培养箱一起使用。大多数制造商提供四种直径的培养皿：35 毫米、60 毫米、100 毫米和 150 毫米。这些是标准直径，可能不是生长表面的实际直径。细胞培养皿有两种表面经过特殊处理，可用于培养贴壁依赖性细胞，或未经处理（天然）表面，可用于培养不需要附着的悬浮培养物。

多孔板

这些广泛使用的容器最初是为病毒滴定而设计的，但后来在许多其他应用中变得流行起来，尤其是杂交瘤生产、高通量筛选和毒性测试。与同等数量的培养皿相比，多孔板可显著节省空间、培养基和试剂。它们更方便操作，尤其是如果使用移液器、洗板机、读数器和其他处理这些板的设备。它们必须与控制湿度和 二氧化碳水平的培养箱一起使用。