Môi trường nuôi cấy tế bào
Nuôi cấy tế bào là một trong các kỹ thuật chính trong khoa học sự sống. Nó là thuật ngữ chung được sử dụng cho việc thu mô, tế bào hoặc cơ quan từ động vật hoặc thực vật và đặt chúng vào môi trường nhân tạo có lợi với sự tồn tại hoặc tăng sinh của chúng. Các yêu cầu môi trường cơ bản để sinh trưởng tối ưu là: nhiệt độ được kiểm soát, các chất cho bám dính tế bào, và môi trường sinh trưởng thích hợp và tủ ấm giúp duy trì đúng pH và áp suất thẩm thấu. Bước quan trọng nhất trong nuôi cấy tế bào là lựa chọn môi trường sinh trưởng thích hợp nhất. Một môi trường sinh trưởng hoặc nuôi cấy là dung dịch hoặc gel được thiết kế để hỗ trợ sự sinh trưởng của vi sinh vật, tế bào, và thực vật nhỏ. Môi trường nuôi cấy tế bào nhìn chung bao gồm một nguồn năng lượng thích hợp và các hợp chất mà điều hòa chu trình tế bào. Một môi trường nuôi cấy điển hình bao gồm amino acid, vitamins, muối vô cơ, glucose, và huyết thanh như một nguồn của các nhân tố phát triển, hormones, và các nhân tố bám dính. Bên cạnh việc bổ sung dinh dưỡng môi trường này còn giúp duy trì pH và áp suất thẩm thấu.
Các kiểu môi trường nuôi cấy tế bào
Tế bào động vật có thể được nuôi cấy hoặc trong môi trường hoàn toàn tự nhiên hoặc trong môi trường tổng hợp nhân tạo cùng với một số sản phẩm tự nhiên.
| Kiểu môi trường | Loại môi trường | Ví dụ | Sử dụng |
| Môi trường tự nhiên | Dịch sinh học | huyết tương, huyết thanh, dịch bạch huyết, huyết thanh nhau thai người, dịch ối | |
| Dịch chiết mô | Dịch chiết gan, lách, khối u, bạch cầu và tủy xương, dịch chiết phôi bò và phôi gà | ||
| Cục máu đông | Đông máu hoặc máu đông trong huyết tương | ||
| Môi trường nhân tạo | Dung dịch muối cân bằng | PBS, DPBS, HBSS, EBSS | Cơ sở của môi trường phức tạp |
| Môi trường cơ bản | MEM DMEM | Nuôi cấy nguyên phát và nuôi cấy tê bào thường (không phải tế bào bất tử) | |
| Môi trường phức tạp | RPMI-1640, IMDM | Hỗ trợ nhiều dòng tế bào động vật khác nhau |
Môi trường tự nhiên
Môi trường tự nhiên chỉ bao gồm các dịch sinh học tự nhiên. Môi trường tự nhiên rất hữu ích và tiện dụng cho nuôi cấy nhiều dạng tế bào động vật khác nhau. Nhước điểm chính của môi trường tự nhiên là khả năng lặp lại kém do thiếu hiểu biết chính xác về thành phần của nó.
Môi trường tổng hợp nhân tạo
Môi trường tổng hợp nhân tạo được chuẩn bị bằng cách bổ sung các chất dinh dưỡng (cả hữu cơ và vô cơ), vitamins, muối, O2 và CO2, protein huyết thanh, carbohydrates, cofactors. Môi trường tổng hợp khác nhau đã được phát minh để phục vụ một hoặc nhiều mục đích sau đây: 1) sử dụng thời gian ngắn (dung dịch muối cân bằng, với một pH và áp duất thẩm thấu đặc biệt); 2) nuôi cấy kéo dài (một dung dịch muối cân bằng được bổ sung với công thức các chất hữu cơ khác nhau và hoặc huyết thanh); 3) tẳng trưởng vô hạn; 4) chắc năng đặc biệt.
Môi trường nhân tạo được nhóm vào thành bốn loại sau:
Môi trường chứa huyết thanh
Huyết thanh thai bò là thành phần được bổ sung phổ biến nhất trong môi trường nuôi cấy tế bào động vật. Huyết thanh cung cấp các chất mang (carrier) hoặc các chất chelate hóa cho các chất dinh dưỡng không tan trong nước, các hormone và các nhân tố sinh trường, các chất ức chế protease và gắn và làm trung hòa các chất độc.
Môi trường không chứa huyết thanh
Sự có mặt của huyết thanh trong môi trường có nhiều nhược điểm và có thể dẫn tới sự diễn giải sai nghiêm trọng trong các nghiên cứu miễn dịch. Một số môi trường không chứa huyết thanh đã được phát triển. Những môi trường này nhìn chung được tạo lập công thức đặc biệt để hỗ trợ nuôi cấy một dòng tế bào, như Knockout Serum Replacement và Knockout DMEM từ hãng Thermo Fisher Scientific cho nuôi cấy tế bào gốc, và kết hợp với số lượng xác định của các nhân tố sinh trưởng tinh khiết, lipoproteins, và các protein khác, mà thường được cung cấp bởi huyết thanh. Những môi trường này cũng được coi là môi trường xác định vì các thành phần của môi trường đã biết.
Môi trường xác định về hóa học
Những môi trường này chứa các thành phần vô cơ và hữu cơ siêu tinh khiết không bị nhiễm, và có thể cũng chứa các chất phụ protein tinh khiết, như các nhân tố phát triển. Thành phần của chúng được sản xuất trong vi khuẩn hoặc nấm bởi kỹ thuật di truyền với việc bổ sung vitamins, cholesterol, amino acids đặc biệt, axit béo.
Môi trường không chứa protein
Môi trường không protein không chứa bất cứ protein nào và chỉ chứa các thành phần không phải protein. Được so sánh với môi trường được bổ sung huyết thanh, sử dụng môi trường không chứa protein thúc đẩy tốt hơn sự sinh trưởng tế bào và biểu hiện protein và thúc đẩy việc tinh sạch sau đó của bất cứ sản phẩm nào được biểu hiện. Công thức giống như MEM, RPMI-1640 là môi trường không protein và việc bổ sung protein được cung cấp khi được yêu cầu.
Trên đây là bài viết tổng hợp về môi trường nuôi cấy tế bào, chúng tôi hy vọng bài viết sẽ hữu ích với Quí khách.