Nuôi cấy tế bào là kỹ thuật nền tảng trong sinh học hiện đại, đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu và sản xuất vắc xin. Phương pháp này cho phép nuôi dưỡng và phát triển tế bào bên ngoài cơ thể trong môi trường nhân tạo, kiểm soát chặt chẽ về dinh dưỡng, nhiệt độ, pH và điều kiện vô trùng. Bài viết do
Fivevet chia sẻ cung cấp kiến thức toàn diện về quy trình nuôi cấy tế bào, các loại môi trường phổ biến như DMEM, MEM, RPMI-1640 cùng ứng dụng thực tiễn trong y học, thú y và công nghiệp dược phẩm.

Nuôi cấy tế bào trong sản xuất vắc xin
I. Khái niệm nuôi cấy tế bào:
Nuôi cấy tế bào là quá trình loại bỏ tế bào khỏi động vật hoặc thực vật và sau đó nuôi cấy trong môi trường nhân tạo thuận lợi. Các tế bào có thể được lấy trực tiếp từ mô và phân tách bằng phương pháp cơ học hoặc enzyme trước khi nuôi cấy, hoặc có thể lấy từ dòng tế bào hoặc dòng tế bào đã được thiết lập.
II. Phân loại kỹ thuật nuôi cấy tế bào:
2.1. Nuôi cấy sơ cấp:
Là quá trình
tách tế bào trực tiếp từ mô sống (thường là từ động vật hoặc phôi thai). Sau đó, tế bào được nuôi trong điều kiện nhân tạo (in vitro) để tế bào
bám dính, sống sót và bắt đầu phát triển.
2.2. Nuôi cấy thứ cấp:
Là quá trình
tách tế bào ra từ nuôi cấy sơ cấp và tiếp tục nuôi trong môi trường nhân tạo để tế bào tiếp tục phát triển, nhân lên và duy trì lâu dài hơn.
III. Môi trường nuôi cấy tế bào:
Môi trường nuôi cấy đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng và điều kiện lý hóa học cần thiết cho tế bào sống, tăng trưởng và phân chia.
3.1. Các thành phần cơ bản trong môi trường nuôi cấy
Thành phần |
Vai trò chính |
Amino acid (axit amin) |
Tổng hợp protein và enzyme |
Đường glucose |
Cung cấp năng lượng chính |
Muối khoáng |
Duy trì áp suất thẩm thấu và cân bằng ion |
Vitamin |
Cofactor cho các phản ứng trao đổi chất |
NaHCO₃ (bicarbonate) |
Duy trì cân bằng pH với hệ đệm CO₂ trong tủ ấm |
Kháng sinh (penicillin, streptomycin) |
Ngăn nhiễm khuẩn (nên hạn chế dùng lâu dài) |
Phenol đỏ (phenol red) |
Chất chỉ thị pH (hồng: pH bình thường, vàng: pH acid, tím: kiềm) |
3.2. Bổ sung huyết thanh (FBS)
- FBS (fetal bovine serum – huyết thanh bò bào thai): Cung cấp hormone, yếu tố tăng trưởng, protein gắn kết và hỗ trợ sinh trưởng.
- Tỷ lệ thường dùng:
5–10% (tùy loại tế bào).
- Cần bất hoạt trước khi dùng: 56°C trong 30 phút.

Các thành phần cơ bản của môi trường nuôi cấy tế bào
3.3. Các loại môi trường phổ biến
Tên môi trường |
Đặc điểm |
Ứng dụng chính |
DMEM |
Giàu dinh dưỡng, nồng độ glucose cao |
Nuôi tế bào động vật có vú phổ biến |
MEM |
Dùng cho tế bào có nhu cầu thấp hơn |
Tế bào sơ cấp, tế bào mô mềm |
RPMI-1640 |
Nhiều vitamin, thích hợp tế bào máu |
Nuôi tế bào bạch cầu, lymphocyte |
3.4. Điều kiện vật lý trong môi trường nuôi
Yếu tố |
Giá trị tiêu chuẩn |
Ghi chú |
Nhiệt độ |
37°C |
Giống nhiệt độ cơ thể người hoặc động vật có vú |
pH |
7.2 – 7.4 |
Duy trì bởi hệ đệm bicarbonate – CO₂ |
CO₂ |
5% trong tủ ấm |
Duy trì pH ổn định trong môi trường có NaHCO₃ |
Ánh sáng |
Tránh ánh sáng trực tiếp |
Một số vitamin và phenol đỏ dễ bị phân hủy |
Độ ẩm |
95% |
Ngăn bay hơi môi trường, tránh tăng nồng độ muối |
3.5. Điều kiện vô trùng
- Bắt buộc để ngăn nhiễm vi khuẩn, nấm, mycoplasma
- Sử dụng:
+ Tủ cấy vô trùng (laminar flow hood).
+ Dụng cụ tiệt trùng (autoclave, UV, cồn 70%).
+ Kháng sinh – nhưng không lạm dụng.
3.6. Biểu hiện nhận biết môi trường bị bất thường
Hiện tượng |
Nguyên nhân có thể |
Môi trường ngả vàng |
pH thấp, tế bào đông đúc, tăng trao đổi chất |
Môi trường tím |
pH cao, thiếu CO₂ hoặc nhiễm kiềm |
Môi trường đục, có váng |
Nhiễm vi sinh vật |
Tế bào bong tróc, chết |
pH sai, nhiệt độ không phù hợp, nhiễm tạp |
IV. Hình thái của tế bào
Trong nuôi cấy, tế bào có ba dạng hình thái:
a. Tế bào dạng nguyên bào sợi (Fibroblast-like
)
b. Tế bào dạng biểu mô (Epithelial)
c. Tế bào dạng hình tròn (Lymphoblast-like)
Các dạng hình thái của tế bào
V. Quy trình cơ bản của nuôi cấy tế bào xơ phôi
Quy trình chuẩn bị tế bào xơ phôi
VI. Quy trình cơ bản của nuôi cấy tế bào dòng
Khi tế bào bám đáy 1 lớp trên bề mặt nuôi cấy, tiến hành trypsin tế bào theo hình dưới:
Quy trình nuôi cấy tế bào dòng
VII. Ứng dụng của nuôi cấy tế bào
- Sản xuất vắc-xin: Nuôi virus trên tế bào để sản xuất vắc-xin (ví dụ: cúm, PRRS, dại...).
-
Nghiên cứu y – sinh học: Tìm hiểu cơ chế bệnh, kiểm tra tác dụng thuốc, nghiên cứu ung thư.
-
Công nghệ gen – protein tái tổ hợp: Sản xuất insulin, kháng thể, hormone tăng trưởng...
-
Nuôi cấy tế bào gốc: Ứng dụng trong y học tái tạo và điều trị bệnh mạn tính.
-
Chẩn đoán bệnh truyền nhiễm: Phân lập virus, vi khuẩn phục vụ chẩn đoán trong y học và thú y.
-
Công nghiệp mỹ phẩm & dược phẩm: Thử nghiệm an toàn và hiệu quả sản phẩm trên tế bào in vitro.
-
Bảo tồn giống & nhân bản động vật: Duy trì nguồn gen quý và nhân bản động vật bằng tế bào nuôi.
Nuôi cấy tế bào là nền tảng quan trọng trong nghiên cứu sinh học và sản xuất vắc xin. Việc áp dụng đúng quy trình, môi trường và điều kiện nuôi cấy sẽ giúp tối ưu hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như thú y, y học và công nghiệp dược phẩm.
Câu hỏi thường gặp
1. Nuôi cấy tế bào là gì?
Nuôi cấy tế bào là quá trình loại bỏ tế bào khỏi động vật hoặc thực vật và nuôi trong môi trường nhân tạo thuận lợi để tế bào sống, tăng trưởng và phân chia.
2. Có những loại môi trường nuôi cấy tế bào phổ biến nào?
Các loại môi trường phổ biến gồm DMEM (giàu dinh dưỡng, dùng cho tế bào động vật có vú), MEM (cho tế bào sơ cấp và mô mềm), RPMI-1640 (phù hợp tế bào máu như bạch cầu, lymphocyte).
3. Nuôi cấy tế bào gồm những loại nào?
Có hai loại chính: nuôi cấy sơ cấp (tách trực tiếp từ mô sống) và nuôi cấy thứ cấp (tách từ nuôi cấy sơ cấp để phát triển lâu dài hơn).
4. Điều kiện vật lý cần thiết khi nuôi cấy tế bào là gì?
Nhiệt độ 37°C, pH 7.2 - 7.4, CO₂ 5%, độ ẩm 95%, tránh ánh sáng trực tiếp để đảm bảo điều kiện sinh trưởng ổn định.
5. Ứng dụng của nuôi cấy tế bào là gì?
Nuôi cấy tế bào được ứng dụng trong sản xuất vắc xin (cúm, PRRS, dại...), nghiên cứu y - sinh học, công nghệ gen, chẩn đoán bệnh truyền nhiễm, và công nghiệp mỹ phẩm - dược phẩm.
Xem thêm:
-
Vắc xin phòng bệnh rối loạn hô hấp sinh sản ở lợn
-
Vắc xin cúm gia cầm tại Việt Nam: Tiến bộ mới trong phòng chống dịch bệnh
-
Vắc xin phòng bệnh tụ huyết trùng gia cầm