生物技术概论-细胞工程课件.ppt

第一节 细胞培养的设施、条件及方法 研究基础：细胞学 操作对象：细胞或组织 基本技术：细胞与组织培养 细胞工程是生命科学领域的一个组成部分。就学科而言，它是涉及细胞生物学、发育生物学和遗传学等多门学科的综合科学。 细胞工程以细胞培养技术、细胞融合技术为基础，现已被广泛应用于多个学科的基础研究工作以及农业、医药与食品等生产中。 近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交，快速无性繁殖和细胞育种等方面。细胞工程在新技术革命的浪潮中对农业、食品等传统工艺革新有着重大的影响。 细胞工程所涉及的主要技术有：细胞培养技术、细胞融合技术、细胞器移植和细胞重建技术、染色体工程技术、体外授精、胚胎移植技术和生物反应器技术等; 在食品工业中应用较广泛的细胞工程技术主要是细胞培养技术、细胞融合技术、细胞重建技术及细胞代谢物的生产技术等。 1．细胞培养技术 细胞培养技术是指动物和植物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。 即将机体内某一组织取出，使其分散成单个细胞，在体外人工的生长条件下培养，使细胞生长和不断增殖。 2．细胞融合技术 指两种不同亲株经酶法去除细胞壁得到两个原生质体，并在助融剂作用下互相凝集并发生细胞间的融合，进而导致基因重组，获得新菌株。 其融合频率明显高于常规杂交数倍至几十倍。对促进基因重组、遗传育种、选育优良品系，以达到高产优质具有重要实践意义。 3．细胞器移植和细胞重建技术所谓核移植技术就是利用显微操作技术将一个细胞的细胞核移植到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核（或细胞质）进行交换，从而可能创造无性杂交生物新品种的一项技术。 动物细胞工程 主要应用于培养有生理活性的物质，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 由于动物细胞工程的复杂性及精密性，促进动物细胞大量培养的新工艺、新技术不断涌现; 其中关键技术包括：无血清细胞培养基的开发，灌注悬浮培养、贴壁细胞培养、固定化细胞培养等培养技术的应用等。 植物细胞工程 主要指植物细胞培养技术，以前称之为植物组织培养，是一种将植物的组织、器官或细胞在适当的培养基上进行无菌培养技术。 最常见的植物细胞培养技术有愈伤组织培养、悬浮细胞培养、器官培养、基尖分生组织培养、原生质体培养和固体化细胞培养几大类型。 4、染色体工程 将单个染色体或染色体组转入或移出受体细胞，从而形成新的染色体组合和遗传构成。广泛用于优良品种的培育，如多倍体的育种。 5、胚胎工程 胚胎工程是以生殖细胞和胚胎细胞为对象进行的细胞工程操作，主要技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎切割等。 6、干细胞与组织工程 干细胞是动物体内具有分化潜能、并能自我更新的细胞，分为胚胎干细胞和组织干细胞。 7、转基因与生物反应器 （1）转基因动物 （2）转基因植物 二 细胞培养的设施、条件及方法 主要介绍细胞工程实验室的设置及其所需要的基本条件。 细胞工程实验室与其他一般实验室的主要区别在于，要求保持严格无菌环境，避免微生物及其他有害因素的影响。一般来讲，它应能进行六方面的工作：无菌操作、培养、制备、清洗、消毒灭菌处理和贮藏。 2.1 细胞工程实验室的设置 无菌操作室 无菌操作室是相对密封、防尘、防菌的工作空间，在结构和消毒方面都有基本的要求。 2. 培养和观察室 需要清洁无灰尘。孵育可在培养箱或可控制温度的温室中进行，一般实验室多采用培养箱进行。 3.制备室 该区主要进行培养液及有关液体的制备，在用天平、PH计、磁力搅拌器等设备下完成制备以后，应在无菌操作台进行过滤除菌。 4. 储藏室 储藏室的主要设备有冰箱、液氮罐、储物柜等，还有一些器皿等，对储藏室的要求是取放方便。 5. 清洗和灭菌室 应与其它区分开，主要有消毒柜、干燥箱和纯水制备等设备，进行所有细胞培养器皿的清洗、准备、消毒及纯水制备等工作。 2.1.2 植物细胞工程实验室的设置 2.2 常用仪器与设备 1、超净工作台 2、倒置显微镜 使用倒置显微镜定期检查培养细胞器皿中的细胞生长情况，可及时调整培养条件。若发现污染，可根据污染类型决定补救措施和处理方案。若能配置带有相机系统的高质量相关显微镜，效果更佳。 3、电热干燥箱 用于细胞培养中的有些器械、器皿需要烘干时使用，玻璃器皿也需要干燥消毒。实验室常用的是鼓风式电热干燥箱，其优点是温度均匀、效果良好，缺点是升温过程较慢。 4、水纯化装置 细胞培养对水的质量要求很高，所有与培养细胞接触的液体均需要 纯水配成。水可采用离子交换纯水装置或蒸馏器纯化。 5、冰箱 细胞培养室必须配备普通冰箱或冷藏柜，最好还有一台低温冰箱（-20℃）。前者用于贮存各种溶液和短期保存组织标本等， -20℃低温冰箱则用于储存需要冷冻保持生