贴壁细胞培养与悬浮细胞培养工艺
发布时间:2025-07-17
贴壁细胞培养的主要特点是细胞必须附着在固相表面才能增殖。这类细胞多来源于实体组织,此类细胞的细胞膜表面存在特定的黏附分子,能与培养容器表面的电荷或基质蛋白结合,形成稳定的附着。在培养过程中,细胞会沿着表面延展,呈现出成纤维状、上皮样或多角形等形态,并逐渐形成单层细胞层,当细胞密度达到一定程度时会因接触抑制停止生长。
悬浮细胞则无需依赖固相表面,可在液体培养基中自由悬浮生长。这类细胞多来源于血液、淋巴组织或某些肿瘤细胞系,此类细胞通常为球形或近球形,能通过细胞间的轻微聚集形成小细胞团。悬浮细胞的生长不受接触抑制影响,可在培养基中达到较高的细胞密度。
适合贴壁培养细胞类型
细胞类别 | 代表细胞系/原代细胞 | 依赖贴壁的原因 |
---|---|---|
正常体细胞 | 人真皮成纤维细胞、肝细胞 | 依赖ECM提供生存信号,离体后易凋亡 |
上皮细胞 | 肠上皮细胞(Caco-2)、肾小管上皮细胞 | 极性结构维持需基底膜接触 |
干细胞 | 胚胎干细胞(ESC)、诱导多能干细胞(iPSC) | 未分化状态依赖基质胶(Matrigel) |
实体瘤细胞 | 乳腺癌MCF-7、肝癌HepG2 | 保留原组织黏附特性 |
适合悬浮培养的细胞类型
细胞类别 | 代表细胞系 | 悬浮适应性机制 |
---|---|---|
血液/免疫细胞 | Jurkat(T细胞)、THP-1(单核细胞) | 天然存在于流动环境中 |
杂交瘤细胞 | 小鼠骨髓瘤细胞(如SP2/0) | 恶性转化后失去接触抑制 |
驯化细胞系 | CHO-S、HEK293-S、MDCK-S | 基因改造或长期驯化获得悬浮特性 |
昆虫细胞 | Sf9、High Five™(BTI-TN5B1-4) | 无血清培养基技术成熟 |
贴壁细胞培养对容器表面处理有特殊要求。传统的培养瓶、培养皿需经过表面改性(如包被胶原蛋白、多聚赖氨酸),以促进细胞黏附。在传代操作中,需使用胰蛋白酶等消化酶使细胞脱离表面,经过离心分离后重新接种。
悬浮细胞培养则可采用摇瓶、搅拌式生物反应器等设备,无需表面处理。传代时只需按比例稀释细胞悬液即可,操作简便,适合自动化和规模化生产。搅拌式生物反应器通过叶轮的温和搅拌使细胞保持悬浮状态,同时保证氧气和营养物质的均匀分布,其培养体积可从几升到数千升不等,能满足工业化生产的需求。此外,悬浮细胞培养体系更易进行在线监测和调控,如 pH 值、溶氧量、葡萄糖浓度等关键参数可实时调整,提高了培养过程的稳定性和可重复性。