细胞培养用什么显微镜好？

发布时间：2022-06-14

什么是细胞培养

在体外模拟体内环境，人工控制无菌、温度、酸碱度、氧气与二氧化碳、营养条件等，使细胞正常生长、繁殖且保持主要结构与功能，这种技术可以使单个细胞经过控制培养成为大量的单细胞或者少分化的多细胞。

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明美高分辨率2100万像素相机MSX11拍摄贴壁细胞

依据生长状态分类，细胞培养一般分为贴附型和悬浮型

①贴壁型细胞：粘附是大多数有机体细胞在体内生长发育的基本存在形式，一方面是细胞之间的相互接触，另一表现是细胞外基质之间的结合，基于这种特性，细胞之间才能相互结合形成组织，在体外培养时，也需要固相界面为细胞提供粘着点。

②悬浮型：属于非贴壁依赖的细胞，通常也会发生细胞质膜与培养液底粘连，但面积一般不超过5%。该类型细胞一般来自血液、骨髓或脾，尤以血中白细胞、癌细胞为主要代表，在悬浮液中生长状态良好时，显微视角下细胞一般呈圆形，单个或小细胞团。

培养的细胞依据光学显微镜下的形态，主要可分为以下几类：

成纤维细胞型：一般起源于心肌，平滑肌，成骨细胞，血管内皮等细胞。细胞呈梭形、扇形、星形或不规则三角形，中央有卵圆形核，胞质常向外伸出3-5个长短不一的突起，生长时呈放射状。细胞汇合过程中，细胞的生长呈放射状、火焰状或漩涡状。

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MI52-CF拍摄的成纤维细胞

上皮细胞型：泛指形态上类似上皮细胞的培养细胞，起源于内、外胚层的细胞如皮肤表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等，一般呈扁平、不规则多边形，中央有圆形核，细胞外观透明，细胞彼此紧密相连成单层生长，生长时呈膜状移动，处于膜边缘的细胞总与膜相连。
淋巴母细胞样型：胞体一般呈圆形，直径在几微米到十几微米不等，细胞浆量少，胞核大，核周届界明显，多见于急性淋巴细胞白血病等。与上述两种形态类型细胞不同，该类型细胞不是贴壁生长，而是悬浮生长。

细胞培养的应用

生物体主要是由各种细胞组成的高度统一的整体，对单个细胞或某一种群细胞在体内的活动和功能进行研究是比较难实现的，细胞培养的意义在于，人工控制外界变量，一方面可以研究细胞的代谢、衰老等过程、药物等对细胞的影响；另一方面，细胞培养可产生大量同类型的细胞群作为各类实验样本，保证结果一致性和可重复性。

目前细胞培养主要用于药物筛选和开发，以及生物化合物（例如疫苗、治疗性蛋白质）的大规模制造：

药物作用机理研究：在培养的细胞中添加药物作为变量，观察研究药物对细胞的作用机理与结果，进而作为药物机理的一个判断依据。
新药筛选：如化学合成药物药效研究、中药有效成分的筛选与鉴定等。
疫苗开发研究：如病毒性疫苗的研究与开发（肝炎病毒疫苗、艾滋病疫苗等）、肿瘤疫苗（多肽疫苗）等。
基因工程药物研究与开发：如干扰素研究与开发，细胞生长因子研究与开发等。
细胞工程药物研究与开发：生物活性多肽研究与开发，人参皂甙、紫杉醇等生物活性成分研究与开发。
单克隆抗体制备：包括诊断用单克隆抗体，治疗用单克隆抗体。
基因转移（转染）研究：向受体细胞中导入外源基因，改造细胞遗传性状。一种方式是在转入的基因中添加荧光标记物，用以筛选出转化细胞，这一步通常需要使用荧光显微镜进行筛选判断标记的转染细胞。

细胞培养成像难点

未经染料标记的活细胞透明度大，折光性强，轮廓不清，常规的明场观察较难将其从培养液中区分开来，对于这类低反差的活细胞，需要使用相差观察或霍夫曼调制相衬观察等方法，使无色透明活细胞也能轻松被识别。

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倒置显微镜更适合相差观察

细胞培养需要各种专业设备，细胞房空间一般较为局促，超净工作台留给细胞观察的空间也非常有限，利用有限空间对于设备的小巧化和集约化提出了更高的要求。对于荧光显微镜，使用LED光源替代占地空间大的汞灯是十分必要的，小尺寸但集合多种观察方式的活细胞成像仪对于有限空间的高效利用也是很好的解决方案。
对于工业化生产如疫苗、单克隆抗体、基因重组药物等，需要使用细胞工厂之类的大规模培养，由于容器大小高度的限制，就要求显微镜有更大的载物台和工作空间尺寸。

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