标签: 细胞培养

在进行 动物细胞体外培养 的过程中，培养条件苛刻，仅在环境因素方面除了要有严格的 无菌环境 、 适合的温度 、 渗透压 、 相对湿度 等，维持细胞周围的 气体环境和pH稳定 也十分重要。 动物细胞的体外培养 需要 理想的气体环境和适宜的pH环境 。众所周知， 氧气 和 二氧化碳 是细胞生存的必要条件。 氧气 参与细胞的 三羧酸循环 ，为 细胞生存 、 代谢 与 合成提供能量 ； 二氧化碳 既是细胞的 代谢产物 ，也是 细胞生长的必需成分 ，同时又与 维持培养液的pH 有关，一般需要把细胞置于 95%空气 和 5%二氧化碳 的气体环境和 微碱性 的环境中才能有利于细胞生长。 大多数动物细胞需要 微碱性的环境 ，适宜的 pH范围 往往是 7.2～7.4 ，而在细胞的培养过程中，细胞代谢的 二氧化碳增多 ，培养液会逐渐 变为酸性 ，而细胞 代谢的其他物质 也可能会使得培养液在一段时间内 过于碱性 ，这都 不利于细胞正常生长 ，因此需要有 pH缓冲系统来调节培养液中的pH稳定 ，最常用的就是 碳酸盐缓冲系统 ，因为其也是动物体内最常见的 生理pH缓冲系统 ，大多数培养液中会通过加入一定量的 碳酸氢钠 来制造 碳酸盐pH缓冲系统 。 为了 维持稳定的pH ，其实也就是 维持H CO3- 含量的稳定 ，培养液需要保持在 2-10% 之间的 二氧化碳气体环境中 ，而 空气中 二氧化碳浓度只有 0.04% 左右，浓度很低，这就需要使用 二氧化碳培养箱 （例如 点成EC 160二氧化碳培养箱 ）来提供合适的环境条件，二氧化碳培养箱不仅能够在箱内 提供恒定的温度条件 和 较高的相对湿度 ，还能 控制二氧化碳气体水平 来 控制培养基周围环境中的二氧化碳浓度 从而 保持培养液中溶解的二氧化碳浓度 ，进而间接 维持培养液pH稳定 。 如果不在二氧化碳培养箱进行培养，培养液中的HCO3- 将会被慢慢消耗殆尽，培养液中的pH值也会发生变化，这将不利细胞的正常生长。所以大多数动物细胞的体外培养往往都是需要用到二氧化碳培养箱。 当把二氧化碳培养箱中的细胞培养基 由箱内转移到箱外时 ，培养基的周围环境 二氧化碳浓度降低了许多 ，此时 碳酸盐pH缓冲系统 就会 失去作用 ，解决方法之一就是向 培养基 中添加其他 不受二氧化碳环境影响的pH缓冲系统 来 增加 pH缓冲能力 ，例如 HEPES缓冲系统 等。 二氧化碳培养箱的几个重要技术设计： 1.温度控制： 能够精确均匀地控制箱内温度稳定，为细胞生长提供适宜的温度条件 2. 二氧化碳浓度控制： 能够精确控制箱内二氧化碳水平，既是给细胞培养提供气体条件，也是间接维持pH稳定的重要措施。 3.相对湿度控制： 能够控制箱内充分的湿度条件，以维持足够的湿度水平才能保证培养基不会因为培养过程中过于干燥而导致培养失败。 4.无污染死角设计： 箱内不宜有拼接缝隙，应是圆角式的一体成型，便于清洁，防止藏有污染物。 总 结 二氧化碳培养箱 是众多 动物细胞体外培养 必不可少的实验仪器，通过精确控制 提供稳定的环境因素从而给细胞提供适宜且稳定的生长条件 ，例如 恒定的 酸碱度 （pH值：7.2-7.4）、 稳定的温度 （37°C）、 较高的相对湿度 （95％）、 稳定的二氧化碳水平 （5％），使得实验过程 便利稳定且可靠 。如今，因其优质性能和带来的便利性，二氧化碳培养箱已被广泛应用于 医学、生物学、免疫学、遗传学、农业科学 等领域的研究与生产。

微流控技术 是指把化学和生物等领域中涉及的 样品制备、反应、分离、检测、细胞培养、分选、裂解 等 基本操作单元 集成到 一块几平方厘米甚至更小的 芯片 上 ，由 微通道 形成网络，以 可控流体 贯穿整个系统，用以实现常规 化学、生物、材料、光学 等不同实验室的各种功能的一种技术。在过去的20年里，微流体技术的应用得到大幅增长，从通过 液滴生成技术 在单个液滴中进行数百万次反应 到 利用“器官芯片”进行药物筛选和疾病诊疗 等。 Microfluidic 是 点成Cellix 提供的一套 微流控技术集成系统 。本文将简要介绍该系统的应用原理和领域。 点成Microfludic系统的应用 液滴生成 液滴生成的应用范围广泛，不仅限于 药物发现和诊断 ，还涉及 食品和化妆品生产 等领域和 工业应用 。液滴生成技术有助于 节省成本 ，对于 高通量单细胞分析 等领域具有明显优势。 液滴是如何生成的呢？ 液滴是通过在具备某种 几何形状的微流控芯片 中使用 微流控泵 精确控制 不混溶的液体 （通常是 水基 和 油基 ）来生成的。微流控芯片的几何形状通常包括 交叉流 （cross flow）、 流动聚焦 （flowfocusing）、 同流聚焦 （Co-Flow focusing）等。 如何进行液滴生成实验？ 一般来说，要执行液滴生成实验，您需要：2个用于连续相和分散相的 流量控制的微流体泵 （或1个泵上的2个通道），2个用于 实时反馈 油相和水相流量的 流量传感器 ， 微流控芯片 ， 液滴 ， 表面活性剂 ，将微流控芯片与泵连接的 管道 。 点成Microfluidic利用 压力泵 （上）和 注射泵 （下）在 流动聚焦 装置 中生成 油包水液滴 。 器官芯片 器官芯片是 微流控芯片 中的一种，它能够 培养模拟人体器官一些关键功能的细胞 。相较于传统的2D细胞培养，器官芯片在模拟人体器官 真实生理环境 上具有显著的优势，这对 药物研发 具有重要意义。另外，器官芯片的发展甚至有可能 消除动物实验 。 如何进行器官芯片研究？ 为了进行器官芯片研究，您需要模拟体内生理条件的 器官芯片 ，输送培养基或其他试剂的 微流体泵 ，主动反馈流量控制的 流量传感器 以及用于容纳培养基的 样品存储器 。通过在器官芯片中 培养细胞 ，这些 芯片 通过细胞培养瓶或其他容器 和流量传感器 连接到微流体泵 ，以确保 将培养基和其他试剂精确输送到芯片中的细胞 。 点成Microfluidic利用 压力泵单通道 进行芯片上的细胞培养

BEOnChip是西班牙的一家专注于微流控技术领域的公司，主要生产或定制微流控芯片。2021年7月，点成生物与BEOnChip正式达成战略合作协议，成为BEOnChip芯片的官方授权代理商。目前，BEOnChip开发4款标准微流控芯片：BE-GRANDIENT、BE-FLOW、BE-DOUBLEFLOW和BE-TRANSFLOW。本文总结了BEOnChip微流控芯片的六大突出优势，以便使用者更好地了解BEOnChip芯片。 1. 良好的生物相容性 BEOnChip芯片由COP(环烯烃聚合物)材质制成，该材料具有良好的生物相容性，可与活细胞、组织、器官相容，不会对细胞造成损伤，无毒性，且没有被免疫系统排斥的风险。 2. 出色的光学特性 COP具有出色的光学特性，在可见光和近紫外范围内具有高透明度、低双折射、高阿贝数，这种材料是应用于显微镜的理想选择。 3. 良好的耐化学性和耐热性 BEOnChip芯片具有出色的耐化学性，可抵抗酸甚至是极性溶剂，可采用湿法蚀刻等技术生产，易于使用酒精清洁和消毒。另外，该芯片的玻璃转化温度可高达180℃，有助于传感器集成与表面功能化。 4. 无非选择性吸附 与目前实验室与商业平台广泛使用的PDMS材料存在的非选择性吸附疏水性药物的缺点不同，COP具有无非选择性吸附的特性，这样的特性有助于药物准确输送和确保实验结果的准确性。 5. 易于使用 1）无气泡&易操作 BEOnChip芯片采用专利进气口设计，可以在管路中不产生气泡的情况下拧紧连接器，芯片独特的侧壁设计便于使用者在不接触仓的情况下进行操作。 2）与显微镜兼容 BEOnChip芯片尺寸大小与标准载玻片一致，观察位置与96孔板的位置匹配，此外，该芯片与任何类型的光学显微镜兼容，如明场、荧光、共聚焦显微镜等，便于使用者观察。 3）与微流控系统兼容 BEOnChip芯片与任何微流控系统兼容，使用者可以借助简单的连接套件将芯片与自己的微流控系统连接在一起使用。 6. 功能多样 1）细胞播种、包被、回收 使用者可以利用BEOnChip芯片进行2D、3D细胞培养或2D、3D细胞共培养，利用该芯片可以在体外建立一系列生理器官模型并进行后续研究，处理完成后的细胞也可以回收以进行下游分析。 2）互联互通 BEOnChip芯片间可相互连接。因此，利用芯片间的组合使用者可以轻松地创建复杂培养模型或者进行不同组织之间的串扰研究。 3）定制化 除了标准化芯片，BEOnChip芯片还提供定制化服务，客户可根据需要对细胞培养通道的容积、芯片基底、芯片隔膜孔径等进行定制。

2022年7月27日至7月29日，第五届微流控技术应用创新论坛在广州顺利举办。本次论坛总结了近年来国内外微流控技术的发展和应用的最新进展，并为技术分享、产品展示与行业交流提供了一个优质的交流平台。 点成生物科技（虹科旗下生物科技公司）受邀参加本届微流控技术应用创新论坛，在 【A16】 展位布展并进行 前沿技术分享 。 【 潜精研思 · 敦本务实 】 点成生物科技展位上重点展出了 微流控芯片、压力泵、注射泵、循环泵等。 为了方便大家更好地熟悉产品，现场配备了专业技术工程师提供免费技术咨询服务，为大家进行答疑解惑。 【 开拓创新 · 众望所归 】 29日上午，点成技术工程师李增聪在第六分会场为大家带来了 《微流控芯片在生物制药中的应用》知识分享 ，主要介绍了微流控技术的优势、应用，微流控芯片的作用机理等内容，并简单分享了点成生物科技所提供的 以微流控芯片技术为核心的微量药物控制方案 ——能实现仿生环境下药物对于细胞作用的研究应用，帮助行业客户简便快速地实现药物研究和筛选。 【 砥砺奋进 · 继往开来 】 微流控技术是当今21世纪生物微观研究领域最前沿的技术之一，在协同培养、血管研究、器官芯片、生物制药等方面起着重大作用。 除了在微流控领域外，点成生物科技在生物样品处理、温度控制、样品孵育、样品分析等领域也取得了一定的发展。 公司与国际头部仪器制造中心形成长期技术合作关系，由80%的技术人员组成专门服务团队，以客户需求为导向，以技术能力为基础， 始终确保为客户提供生物领域咨询和实验仪器集成服务 ，致力于生物科技行业发展。

剪切力在生物学中起着重要作用。在这篇文章中，我们将探讨剪切应力对人体细胞的影响以及在细胞培养中适当应用的重要性。 一、什么是剪应力？ 在成年人体内水分高达60%。水储存在细胞内外，构成细胞内液和细胞外液。细胞外液主要可分为组织液和血浆；其他水基细胞外液包括淋巴液、脑脊液、滑液、胸膜液、心包液、腹膜液和眼液等。 只要有流体就会存在剪切力。在生物学和血管过程中，流体作用于细胞表面。例如，血流作为摩擦力作用于血管壁的内皮表面，产生剪切力。这种机械现象通过机械转导过程、调节细胞形态、增殖、分化、代谢、通讯和帮助形成屏障，对组织功能和生物反应有很大影响。那么，究竟什么是剪应力？ 剪应力(Ʈ)定义为切向力(F)作用在表面（面积=A）上时施加的机械力： Ʈ=F/A 对于具有恒定粘度的牛顿流体，剪切力取决于粘度(ɳ)和剪切速率(dv/dz) Ʈ=ɳ(dv/dz) 尽管剪应力的国际单位是帕斯卡(Pa)，但对于心血管系统和生物应用，剪应力更普遍使用dynes/cm 2 。1Pa=10dynes/cm 2 。 二、剪应力对细胞的影响 有许多种类的细胞不断受到流体剪切力的作用。例如血管和淋巴系统中的内皮细胞暴露于循环血液和淋巴液中。根据所处的环境不同，剪切力也可能会发生变化，在动脉中，其剪切力为30dynes/cm 2 ，而在静脉血管和毛细血管中，剪切力为1dynes/cm 2 。据研究表明，内皮剪切力会改变细胞骨架组织、细胞形状和基因表达，增加细胞内钙浓度，触发一氧化氮产生并产生肌动蛋白应力纤维形成的变化，在流动方向上对齐和重塑微丝网络。 另一方面，来自不同组织的上皮细胞也暴露于剪切应力。肾脏中复杂的肾小管网络具有过滤功能，每分钟可过滤120毫升，即每天180升。因此，每个肾单位的上皮细胞都暴露在肾小球滤液的剪应力下，其剪应力大约为0.1-1dynes/cm 2 。一些研究表明，肾近端小管上皮细胞在剪切应力存在下导致纤毛的形成。此外，与静止培养的肾上皮细胞相比，调节信号转导，改善上皮细胞结构，导致细胞体积增加，水通道蛋白、阳离子转运蛋白和离子通道极化更大。 肺泡周围的血管也不断受到血流剪切力的影响。然而，在肺泡毛细血管屏障的空气侧也会产生剪切力。在我们每次呼吸时，气道内衬的上皮细胞都会受到气流产生的剪切力的影响，在静止呼吸时为0.5-3dynes/cm 2 。这些力已被证明可以促进产生气道上皮屏障功能、粘液产生和纤毛搏动排列。 此外，在人体肠道中，由肠壁蠕动引起的消化液流动会影响消化管内壁的肠上皮细胞，其值为0.002-0.08 dynes/cm 2 。应用微流控芯片，可以发现流体流动和剪切力可加速肠上皮细胞分化，形成3D绒毛状结构，并增强肠屏障功能，重现正常人类肠道的许多复杂功能。 很明显，剪切应力在组织和器官的功能中起着关键作用。与以前的体外细胞培养平台不同，微流控芯片是一种强大的模拟体外检测工具，可以原位控制流动和剪切应力。因此，该技术非常适用于药物筛选和毒理学测试的模拟真实生物环境的研究。