細胞培養(yǎng)常見問題及其解決
1. 如何選用特殊細胞系培養(yǎng)基?
培養(yǎng)某一類型細胞沒有固定的培養(yǎng)條件。在 MEM 中培養(yǎng)的細胞,很可能在 DMEM 或 M199 中同樣很容易生長?傊,首選 MEM 做粘附細胞培養(yǎng)、RPMI-1640 做懸浮細胞培養(yǎng)是一個好的開始。
2. 何時須更換培養(yǎng)基?
視細胞生長密度而定, 或遵照細胞株基本數(shù)據(jù)上之更換時間,按時更換培養(yǎng)基即可。
3. 可否使用與原先培養(yǎng)條件不同之培養(yǎng)基?
不能。每一細胞株均有其特定使用且已適應之細胞培養(yǎng)基, 若驟然使用和原先提供之培養(yǎng)條件不同之培養(yǎng)基, 細胞大都無法立即適應, 造成細胞無法存活。
4. 可否使用與原先培養(yǎng)條件不同之血清種類?
不能。血清是細胞培養(yǎng)上一個極為重要的營養(yǎng)來源,所以血清的種類和品質(zhì)對于細胞的生長會產(chǎn)生極大的影響。來自不同物種的血清, 在一些物質(zhì)或分子的量或內(nèi)容物上都有所不同,血清使用錯誤常會造成細胞無法存活。
5. 何謂 FBS, FCS, CS, HS ?
FBS (fetal bovine serum) 和 FCS (fetal calf serum) 是相同的意思, 兩者都是指胎牛血清, FCS 乃錯誤的使用字眼, 請不要再使用。CS (calf serum) 則是指小牛血清。HS (horseserum) 則是指馬血清。
6. 培養(yǎng)細胞時應使用 5 % 或 10% CO2?或根本沒有影響?
一般培養(yǎng)基中大都使用 HCO3-/CO32-/H+ 作為 pH 的緩沖系統(tǒng), 而培養(yǎng)基中 NaHCO3 的含量將決定細胞培養(yǎng)時應使用的 CO2 濃度。當培養(yǎng)基中 NaHCO3 含量為每公升 3.7 g 時,細胞培養(yǎng)時應使用 10 %CO2;當培養(yǎng)基中 NaHCO3 為每公升 1.5 g 時, 則應使用 5 % CO2 培養(yǎng)細胞。
7. Hank's 平衡鹽溶液(HBS)要在空氣中使用,不需要 CO2 培養(yǎng)箱。原因是什么?Hank's 平衡鹽溶液(HBS)和 Earle's 平衡鹽溶液(EBS)有什么本質(zhì)的功能差別?
HBS 和 EBS 的主要差別在于碳酸氫鈉的水平,在 Eagles (2.2g/L)中比在 Hanks (0.35g/L) 中高。碳酸氫鈉需用高水平的 CO2 平衡,以維持溶液的 PH 值。Eagles 液在空氣水平的 CO2 中,溶液會變堿,Hanks液在 CO2 培養(yǎng)箱中會變酸。如果希望在 CO2 培養(yǎng)箱中保存組織,需要用 Eagles 液。如果僅僅是清洗將要在細胞培養(yǎng)基中儲存的組織,用 Hanks 液就可以了。
8. 細胞之接種密度為何?
依照細胞株基本數(shù)據(jù)上之接種密度或稀釋分盤之比例接種即可。細胞數(shù)太少或稀釋的太多亦是造成細胞無法生長之一重要原因。
9. 懸浮性細胞應如何繼代處理?
一般僅需持續(xù)加入新鮮培養(yǎng)基于原培養(yǎng)角瓶中, 稀釋細胞濃度即可, 若培養(yǎng)液太多時, 可將培養(yǎng)角瓶口端稍微抬高, 直到無法容納為止。分瓶時取出一部份含細胞之培養(yǎng)液至另一新的培養(yǎng)角瓶, 加入新鮮培養(yǎng)基稀釋至適當濃度, 重復前述步驟即可。
10. 冷凍管應如何解凍?
取出冷凍管后, 須立即放入 37 °C 水槽中快速解凍, 輕搖冷凍管使其在 1 分鐘內(nèi)全部融化, 并注意水面不可超過冷凍管蓋沿, 否則易發(fā)生污染情形。另冷凍管由液氮桶中取出解凍時, 必須注意安全, 預防冷凍管之爆裂。
11. 細胞冷凍管解凍培養(yǎng)時, 是否應馬上去除 DMSO?
除少數(shù)特別注明對 DMSO 敏感之細胞外, 絕大部分細胞株(包括懸浮性細胞), 在解凍之后, 應直接放入含有 10-15ml 新鮮培養(yǎng)基之培養(yǎng)角瓶中, 待隔天再置換新鮮培養(yǎng)基以去除 DMSO 即可, 如此可避免大部分解凍后細胞無法生長或貼附之問題。
12. 附著性細胞繼代時所使用之 trypsin-EDTA 濃度?應如何處理?
一般使用之 trypsin-EDTA 濃度為 0.05% trypsin-0.53mMEDTA.4 Na。第一次開瓶后應立即少量分裝于無菌試管中, 保存于–20 °C,避免反復冷凍解凍造成 trypsin 之活性降低, 并可減少污染之機會。
13. 欲將一般動物細胞離心下來,其離心速率應為多少轉(zhuǎn)速?
欲回收動物細胞, 其離心速率一般為 300xg (約 1,000rpm),5 - 10 分鐘, 過高之轉(zhuǎn)速, 將造成細胞死亡。
14. 細胞冷凍培養(yǎng)基之成份為何?
動物細胞冷凍保存時最常使用的冷凍培養(yǎng)基是含 5 - 10 %DMSO (dimethyl sulfoxide) 和 90 - 95 % 原來細胞生長用之新鮮培養(yǎng)基均勻混合之。注意:由于 DMSO 稀釋時會放出大量熱能, 故不可將 DMSO直接加入細胞液中, 必須使用前先行配制完成。
15. DMSO 之等級和無菌過濾之方式為何?
冷凍保存使用之 DMSO 等級, 必須為 Tissue culture grade 之 DMSO (如 Sigma D2650), 其本身即為無菌狀況,第一次開瓶后應立即少量分裝于無菌試管中,保存于 4°C,避免反復冷凍解凍造成 DMSO之裂解而釋出有害物質(zhì), 并可減少污染之機會。若要過濾 DMSO, 則須使用耐 DMSO 之 Nylon 材質(zhì)濾膜。
16. 冷凍保存細胞之方法?
冷凍保存方法一: 冷凍管置于 4 °C 30~60 分鐘→ (-20 °C30 分鐘*) → -80 °C 16~18 小時(或隔夜) →液氮槽 vaporphase 長期儲存。
冷凍保存方法二: 冷凍管置于已設(shè)定程序之可程序降溫機中每分鐘降 1-3 °C 至–80 °C 以下, 再放入液氮槽 vapor phase 長期儲存。*-20 °C 不可超過 1 小時, 以防止冰晶過大,造成細胞大量死亡,亦可跳過此步驟直接放入-80°C 冰箱中,惟存活率稍微 降低一些。
17. 細胞欲冷凍保存時, 細胞冷凍管內(nèi)應有多少細胞濃度?
冷凍管內(nèi)細胞數(shù)目一般為 1x106 cells/ml vial, 融合瘤細胞則以 5x106 cells/ml vial 為宜。
18. 培養(yǎng)基中是否須添加抗生素?
除于特殊篩選系統(tǒng)中外, 一般正常培養(yǎng)狀態(tài)下, 培養(yǎng)基中不應添加任何抗生素。
19. 應如何避免細胞污染?
細胞污染的種類可分成細菌、酵母菌、霉菌、病毒和霉?jié){菌。主要的污染原因為無菌操作技術(shù)不當、操作室環(huán)境不佳、污染之血清和污染之細胞等。嚴格之無菌操作技術(shù)、清潔的環(huán)境、與品質(zhì)良好之細胞來源和培養(yǎng)基配制是減低污染之最好方法。
20. 如果細胞發(fā)生微生物污染時,應如何處理?
原則上:直接滅菌后丟棄之。
當重要的培養(yǎng)污染時,研究者可能試圖消除或控制污染。首先,確定污染物是細菌、真菌、支原體或酵母,把污染細胞與其它細胞系隔離開,用實驗室消毒劑消毒培養(yǎng)器皿和超凈臺,檢查 HEPA 過濾器。高濃度的抗生素和抗霉菌素可能對一些細胞系有毒性,因而,做劑量反應實驗確定抗生素和抗霉菌素產(chǎn)生毒性的劑量水平。這點在使用抗生素如兩性霉素 B 和抗霉菌素如泰樂菌素時尤其重要。下面是推薦的確定毒性水平和消除培養(yǎng)污染的實驗步驟。
1. 在無抗生素的培養(yǎng)基中消化、計數(shù)和稀釋細胞,稀釋到常規(guī)細胞傳代的濃度。
2. 分散細胞懸液到多孔培養(yǎng)板中,或幾個小培養(yǎng)瓶中。在一個濃度梯度范圍內(nèi),把選擇抗生素加入到每一個孔中。例如,兩性霉素 B 推薦下列濃度,0.25,0.50,1.0,2.0,4.0,8.0 mg/ml。
3. 每天觀測細胞毒性指標,如脫落,出現(xiàn)空泡,匯合度下降和變圓。
4. 確定抗生素毒性水平后,使用低于毒性濃度 2~3 倍濃度的抗生素的培養(yǎng)液培養(yǎng)細胞 2~3 代。
5. 在無抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細胞一代。
6. 重復步驟 4。
7. 在無抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 4~6 代,確定污染是否以已被消除。
21. 支原體(mycoplasma) 污染的細胞, 是否能以肉眼觀察出異狀?
不能。除極有經(jīng)驗之專家外,大多數(shù)遭受支原體污染的細胞株, 無法以其外觀分辨之。
22. 支原體污染會對細胞培養(yǎng)有何影響?
支原體污染幾乎可影響所有細胞之生長參數(shù),代謝及研究之任一數(shù)據(jù)。故進行實驗前,必須確認細胞為 mycoplasma-free,實驗結(jié)果之數(shù)據(jù)方有意義。
23. 偵測出細胞株有支原體污染時, 該如何處理?
直接滅菌后丟棄,以避免污染其它細胞株。
24. CO2 培養(yǎng)箱之水盤如何保持清潔?
定期(至少每兩周一次) 以無菌蒸餾水或無菌去離子水更換之。
25. 為何培養(yǎng)基保存于 4 °C 冰箱中, 顏色會偏暗紅色, 且 pH 值會越來越偏堿性?
培養(yǎng)基保存于 4 °C 冰箱中, 培養(yǎng)基內(nèi)之 CO2 會逐漸溢出,造成培養(yǎng)基越來越偏堿性。而培養(yǎng)基中之酸堿指示劑(通常為 phenol red) 的顏色也會隨堿性增加而更偏暗紅。培養(yǎng)基偏堿之結(jié)果, 將造成細胞生長停滯或死亡。若培養(yǎng)基偏堿時, 可以通入無菌過濾之 CO2, 以調(diào)整 pH 值。
26. 各種細胞培養(yǎng)用的 dish,flask 是否均相同?
不同廠牌的 dish 或 flask, 其所 coating 的 polymer 不同, 制造程序亦不同, 雖對大部分細胞沒有太大之影響, 惟少數(shù)細胞則可能因使用廠牌不同之 dish 或 flask 而有顯著之生長差異。
27. 購買之細胞冷凍管經(jīng)解凍后,為何會發(fā)生細胞數(shù)目太少之情形?
研究人員在冷凍細胞之培養(yǎng)時出現(xiàn)細胞數(shù)目太少, 大都是因為離心過程操作上的失誤, 造成細胞的物理性損傷, 以及細胞流失。建議細胞解凍后不要立刻離心, 應待細胞生長隔夜后再更換培養(yǎng)基即可。
28. 購買之細胞死亡或細胞存活率不佳可能原因?
研究人員在細胞培養(yǎng)時出現(xiàn)存活率不佳, 常見原因可歸納為:培養(yǎng)基使用錯誤或培養(yǎng)基品質(zhì)不佳。血清使用錯誤或血清的品質(zhì)不佳。解凍過程錯誤。冷凍細胞解凍后, 加以洗滌細胞和離心。懸浮細胞誤認為死細胞。培養(yǎng)溫度使用錯誤。細胞置于–80 °C 太久。
30. L-谷氨酰胺在細胞培養(yǎng)中重要嗎?它在溶液中不穩(wěn)定嗎?
L-谷氨酰胺在細胞培養(yǎng)時是重要的。脫掉氨基后,L-谷氨酰胺可作為培養(yǎng)細胞的能量來源、參與蛋白質(zhì)的合成和核酸代謝。L-谷氨酰胺在溶液中經(jīng)過一段時間后會降解,但是確切的降解率一直沒有最終定論。L-谷氨酰胺的降解導致氨的形成,而氨對于一些細胞具有毒性。
31. GlutaMAX-I 是什么?培養(yǎng)細胞如何利用 GlutaMAX-I?這個二肽有多穩(wěn)定?
GlutaMAX-I 二肽是一個 L-谷氨酰胺的衍生物,其不穩(wěn)定的 alpha-氨基用 L-丙氨酸來保護。一種肽酶逐漸裂解二肽,釋放 L-谷氨酰胺供利用。
GlutaMAX-I 二肽非常穩(wěn)定,即使在 121 磅滅菌 20 分鐘,GlutaMAX-I 二肽溶液有最小的降解,如果在相同條件下,L-谷氨酰胺幾乎完全降解。
32. 什么培養(yǎng)基中可以省去加酚紅?
酚紅在培養(yǎng)基中用作 PH 值的指示劑:中性時為紅色,酸性時為黃色,堿性時為紫色。研究表明,酚紅可以模擬固醇類激素的作用,(特別是雌激素)。為避免固醇類反應,培養(yǎng)細胞,尤其是哺乳類細胞時,用不加酚紅的培養(yǎng)基。由于酚紅干擾檢測,一些研究人員在做流式細胞檢測時,不使用加有酚紅的培養(yǎng)基。
33. 如何用臺盼蘭計數(shù)活細胞?
用無血清培養(yǎng)基把細胞懸液稀釋到 200~2000 個/毫升,在 0.1 毫升細胞懸液中加 0.1 毫升 0.4%的臺盼蘭溶液。輕輕混勻,數(shù)分鐘后,用血球計數(shù)板計數(shù)細胞;罴毎懦馀_盼蘭,因而染成藍色細胞是死細胞。
34. 培養(yǎng)基中丙酮酸鈉的作用是什么?
丙酮酸鈉可以作為細胞培養(yǎng)中的替代碳源,盡管細胞更傾向于以葡萄糖作為碳源,但是,如果沒有葡萄糖的話,細胞也可以代謝丙酮酸鈉。
35. 二價離子抑制胰蛋白酶活性嗎?使用胰蛋白酶時加入 EDTA 的目的是什么?
二價離子的確抑制胰蛋白酶活性。EDTA 用來螯合游離的鎂離子和鈣離子,以便保持抑制胰蛋白酶的活性。建議胰蛋白酶處理細胞前,用 EDTA 清洗細胞,以消除來自培養(yǎng)基中所有的二價離子。
36. 室溫下配制的 Tris-HCl 溶液,在 37℃使用時 PH 值是多少?
緩沖液 PH 值隨溫度變化而變化。下表列出了 50mM Tris-HC 溶液在 4℃,25℃,37℃時,不同 PH 值。50mM Tris-HC 溶液在 4℃,25℃,37℃時,不同 PH 值
4℃ |
25℃ |
37℃ |
8.1 |
8.5 |
7.2 |
8.2 |
7.6 |
7.3 |
8.3 |
7.7 |
7.4 |
8.4 |
7.8 |
7.5 |
8.5 |
7.9 |
7.6 |
8.6 |
8 |
7.7 |
8.7 |
8.1 |
7.8 |
8.8 |
8.2 |
7.9 |
8.9 |
8.3 |
8 |
9 |
8.4 |
8.1 |
9.1 |
8.5 |
8.2 |
9.2 |
8.6 |
8.3 |
9.3 |
8.7 |
8.4 |
9.4 |
8.8 |
8.5 |
37. 如何從 T25 瓶中轉(zhuǎn)移 sf9 細胞?能用胰蛋白酶消化嗎?
我們推薦使用脫落細胞的方法,此技術(shù)破壞性最小,生活力最高。通過使用巴斯德吸液管,讓細胞上培養(yǎng)基流動。作為一種選擇你也可以輕輕拍打培養(yǎng)瓶。只有在絕對必要的情況下,才使用胰酶消化細胞。
38. 胰酶消化一個 T25 瓶的 sf9 細胞:
1. 去除培養(yǎng)基。
2. 用 2ml 1xPBS(足以覆蓋細胞表面)洗滌細胞,去除 PBS。
3. 加入 2ml 1x 胰酶 EDTA(恰好覆蓋細胞表面)。
4. 37 ℃孵育 5 到 10 分鐘。在儀器下檢測看到 5 分鐘后它們正在向上移動。
5. 向細胞中加入 2ml 細胞培養(yǎng)液,移入錐形管,用 2ml 培養(yǎng)液洗瓶壁,移入同一錐形管中。(培養(yǎng)基中的 FBS 終止了胰酶的活性。)
6. 離心(1100rpm)沉淀細胞。去除培養(yǎng)基。
7. 用新的培養(yǎng)基重新懸浮細胞。傳代。
39. 在 Sf9, Sf21, 和 high Five 細胞懸浮培養(yǎng)時,肝素的使用量是多少?
為了防止懸浮培養(yǎng)細胞聚集的形成,使用肝素濃度為 10 單位/毫升細胞懸液。
40. 在重新凍存 sf9 細胞前,它可以傳多少代?隨著傳代的次數(shù)的增加,它的感染能力會降低嗎?
通常情況當細胞經(jīng)過 30 次傳代后,應該返回凍存。無論什么時候計數(shù)時,都應該檢查細胞活力。如果超過 95%的細胞保持有活力和在大約 30 小時左右加倍,細胞仍然可以使用。如果活力和加倍時間下降,它們的感染力將不在是有效的。
41. 貯存在冰箱中的瓶口已開的培養(yǎng)基,在放置幾天后顏色變紫?
這主要是由于在暴露到周圍的 CO2 水平時,碳酸氫納導致了 pH 值的上升。您可以在使用前松開瓶口,在 CO2 培養(yǎng)箱孵育培養(yǎng)基 10-15 分鐘,來校正溶液的 pH 值(確定松開瓶口以保證氣體交換)。
42. 細胞培養(yǎng)基偶然被凍,可否繼續(xù)使用?
如果細胞培養(yǎng)基偶然被凍,您應該熔化培養(yǎng)基并觀察是否有沉淀產(chǎn)生。如果沒有沉淀產(chǎn)生,培養(yǎng)基可以正常使用,如果出現(xiàn)沉淀,只能丟棄這些培養(yǎng)基。
43. 無血清培養(yǎng)與有血清培養(yǎng)使用的抗生素量一樣嗎?
當在無血清培養(yǎng)基中添加抗生素時,降低至少在有血清培養(yǎng)基中所使用濃度的 50%。血清蛋白會結(jié)合和滅活一些抗生素。在無血清培養(yǎng)條件下,抗生素不被滅活,可能對于細胞達到毒性水平。
44. 培養(yǎng)基中添加了血清和抗生素后,可長期保存嗎?
一旦您在新鮮培養(yǎng)基中添加了血清和抗生素時,您應該在兩到三周內(nèi)使用它。因為一些抗生素和血清中的基本成分在解凍后就開始降解。
45. 培養(yǎng)基及其它添加物和試劑可反復凍融嗎?
大部分添加物和試劑最多可以凍融 3 次,如果次數(shù)更多都會在包含蛋白的溶液引起一定水平的降解和沉淀,將會影響它的性能。
46. 為什么要在溶解的一周內(nèi)使用貯存在 4℃冰箱中的液體胰蛋白酶溶液?
胰蛋白酶在 4℃就可能開始降解,如果在室溫下放置超過 30 分鐘,就會變得不穩(wěn)定。
47. 保存血清最好的方法?
我們建議血清應保存在-5℃至-2O℃。若存放于 4℃時,請勿超過一個月。若一次無法用完一瓶,建議無菌分裝血清至恰當?shù)臏缇萜鲀?nèi),再放回冷凍。
48. 如何解凍血清才不會使產(chǎn)品質(zhì)量受損?
將血清從冷凍箱取出后,先置于 2~8℃冰箱使之融解,然后在室溫下使之全融。但必須注意的是,融解過程中必須規(guī)則地搖晃均勻。
49. 血清解凍后發(fā)現(xiàn)有絮狀沉淀物出現(xiàn),該如何處理?
血清中沉淀物的出現(xiàn)有許多種原因,但最普遍的原因是由于血清中脂蛋白的變性所造成,而血纖維蛋白(形成凝血的蛋白之一)在血清解凍后,也會存在于血清中,亦是造成沉淀物的原因之一。但這些絮狀沉淀物,并不影響血清本身的質(zhì)量。
若欲去除這些絮狀沉淀物,可以將血清分裝至無菌離心管內(nèi),以 400g 稍微離心,上清液即可接著加入培養(yǎng)基內(nèi)一起過濾。最好不使用過濾的方法去除這些絮狀沉淀物,因為它可能會阻塞過濾膜。
50. 為什么要熱滅活血清?
加熱可以滅活補體系統(tǒng)。激活的補體參與溶解細胞事件,刺激平滑肌收縮,細胞和血小板釋放組胺,激活淋巴細胞和巨噬細胞。在免疫學研究,培養(yǎng) ES 細胞、平滑肌細胞時,推薦使用熱滅活血清。
51. 有必要做熱滅活嗎?
實驗顯示,經(jīng)過正確處理的熱滅活血清,對大多數(shù)的細胞而言是不需要的。經(jīng)此處理過的血清對細胞的生長只有微小的促進,或完全沒有任何作用,甚至通常因為高溫處理影響了血清的質(zhì)量,而造成細胞生長速率的降低。而經(jīng)過熱處理的血清,沉淀物的形成會顯著的增多,這些沉淀物在倒置顯微鏡下觀察,像是“小黑點”,常常會讓研究者誤以為是血清遭受污染,而把血清放在 37℃環(huán)境中,又會使此沉淀物更增多,使研究者誤認為是微生物的分裂擴增。若非必須,可以不需要做熱處理這一步。不但節(jié)省時間,更確保血清的質(zhì)量!
52. 為什么儲存在冰箱中的胎牛血清會出現(xiàn)沉淀?
有些胎牛血清產(chǎn)品沒有預老化,儲存在 2-8℃時,血清中的各種蛋白和脂蛋白(如冷凝集素、纖維蛋白原、玻粘連蛋白等)可能聚集而形成沉淀或可見的混濁。這應該不會影響血清的質(zhì)量。推薦在-20℃儲存胎牛血清,避免反復凍融。
53. 如何避免沉淀物的產(chǎn)生?
我們建議您在使用血清的時候,注意下列的操作:
(1)解凍血清時,請按照所建議的逐步解凍法(-20℃至 4℃至室溫),若血清解凍時改變的溫度太大(如-20℃至 37℃),非常容易產(chǎn)生沉淀物。
(2)解凍血清時,請隨時將之搖晃均勻,使溫度及成分均一,減少沉淀的發(fā)生。
(3)請勿將血清置于 37℃太久。若在 37℃放置太久,血清會變得混濁,同時血清中許多較不穩(wěn)定的成分也會因此受到損害,而影響血清的質(zhì)量。
(4)血清的熱滅活非常容易造成沉淀物的增多,若非必要,可以無須做此步驟。
(5)若必須做血清的熱滅活,請遵守 56℃,30 分鐘的原則,并且隨時搖晃均勻。溫度過高,時間過久或搖晃不均勻,都會造成沉淀物的增多。