大多數(shù)細(xì)胞系和原代細(xì)胞培養(yǎng)物生長為單一厚度的細(xì)胞層(單層)或附著在玻璃或經(jīng)過特殊處理的塑料基質(zhì)上的薄片。為了保持培養(yǎng)物的健康和積極生長,通常需要定期對它們進(jìn)行傳代培養(yǎng)。
常見的傳代培養(yǎng)方法涉及通過使用蛋白水解酶(如胰蛋白酶或膠原酶)破壞細(xì)胞間和細(xì)胞與基質(zhì)的連接。在細(xì)胞解離成主要由單細(xì)胞組成的懸浮液后,將它們稀釋并轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)容器中。在那里它們可以重新附著并開始生長和分裂,經(jīng)過一段時間的孵化后再次接近匯合。此時,它們可以再次進(jìn)行傳代培養(yǎng)或用于實驗。
以下指南描述了典型單層細(xì)胞培養(yǎng)的常規(guī)傳代和維護(hù)所涉及的基本原則。為了獲得一致的結(jié)果,保持良好的記錄很重要。記錄應(yīng)包括細(xì)胞傳代日期和傳代次數(shù)。
細(xì)胞周期性檢查
定期仔細(xì)檢查培養(yǎng)物以確定其狀態(tài)和健康狀況是一種很好的做法。用肉眼檢查培養(yǎng)容器中的內(nèi)容物,尋找微生物污染的宏觀證據(jù),例如意外的 pH 值變化或培養(yǎng)基中的濁度和顆粒。還要尋找通過顯微鏡可能不容易看到的小真菌菌落。這些菌落可能漂浮在介質(zhì)-空氣界面上,尤其是在容器邊緣周圍。
其次,使用倒置顯微鏡檢查一般細(xì)胞形態(tài)和生長模式。仔細(xì)尋找微生物污染的任何微觀證據(jù)。在某些細(xì)胞系中,漂浮在培養(yǎng)基中的細(xì)胞是細(xì)胞死亡的標(biāo)志。然而,許多細(xì)胞在有絲分裂期間聚集,形成非常折射(明亮)的球體,如果培養(yǎng)物受到物理干擾,這些球體可能會自由漂浮。死細(xì)胞通常會聚集并分離,但通常不會折射。
除了這些日常檢查外,定期培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行真菌和細(xì)菌檢測,并檢測支原體污染情況。有幾種方法可用于檢查這些污染物。有關(guān)支原體檢測試劑盒和細(xì)胞培養(yǎng)試劑的信息,請參閱蘇州阿爾法生物實驗器材網(wǎng)站。
準(zhǔn)備培養(yǎng)基
準(zhǔn)備推薦用于細(xì)胞系的新鮮培養(yǎng)基,并適當(dāng)標(biāo)記培養(yǎng)容器。一定要添加補(bǔ)充劑并平衡 pH 值。在一個 75 cm 2 的燒瓶中,使用大約 12 至 15 mL 的培養(yǎng)基。相應(yīng)地調(diào)整其他培養(yǎng)容器的體積。
收獲細(xì)胞
大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)物如果在達(dá)到匯合之前進(jìn)行傳代培養(yǎng)(仍然有一些可用的生長空間),則生長最好。這將有助于使細(xì)胞保持在活躍的對數(shù)生長期。應(yīng)始終在為每個細(xì)胞系維護(hù)的記錄表上注明任何異常觀察結(jié)果。收集步驟旨在將細(xì)胞從其基質(zhì)中去除,并盡可能溫和地破壞細(xì)胞間的鍵合。對于大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng),這需要在緩沖鹽水溶液中使用化學(xué)或酶解離劑。
胰蛋白酶 是常見的解離劑,通常以 0.05% 至 0.25% 的濃度使用。適宜工作濃度通常是通過使用min濃度的胰蛋白酶來確定的,該胰蛋白酶會在相對較短的時間內(nèi)(10 到 15 分鐘的孵育)從基質(zhì)中去除細(xì)胞并產(chǎn)生單細(xì)胞懸浮液。有些細(xì)胞比其他細(xì)胞更難分離,因此胰蛋白酶溶液經(jīng)常添加酶(如膠原酶)或螯合劑(如 EDTA)以改善結(jié)果。
在含有哺乳動物來源血清的培養(yǎng)基中生長的細(xì)胞需要洗滌以去除血清,因為胰蛋白酶會受到其存在的抑制。殘留血清通常是胰蛋白酶溶液無法將細(xì)胞與底物和彼此分離的原因。有多種緩沖鹽溶液可用。通常是基于Hanks 緩沖鹽水溶液、Earle 緩沖鹽溶液或 Dulbecco 磷酸鹽緩沖鹽溶液的改進(jìn)。如果要將這些制劑用于解離細(xì)胞,通常會將這些制劑修改為不含鈣和鎂 (CMF-PBS),因為這兩種離子在細(xì)胞與細(xì)胞和細(xì)胞與基質(zhì)的附著中起著重要作用。
收獲單層細(xì)胞的步驟
1.取出并丟棄培養(yǎng)基。
2.用 5 mL 的解離溶液沖洗細(xì)胞片并取出。(本協(xié)議中使用的量適用于 75 cm 2燒瓶;對于其他容器中的培養(yǎng)物,按比例減少或增加量。)如果解離溶液含有胰蛋白酶,則去除所有痕量的血清非常重要,其中含有胰蛋白酶抑制劑。
3.添加 2 至 3 mL 的解離溶液。每 5 分鐘用倒置相差顯微鏡檢查一次酶處理的進(jìn)度。特別難以分離的單分子層可置于 37°C 以促進(jìn)分散。酶溶液的預(yù)熱也會縮短暴露時間。為避免結(jié)塊,在等待細(xì)胞分離時不要通過敲打或搖動燒瓶來攪動細(xì)胞。
4.使用移液器將 6 至 8 mL 生長培養(yǎng)基添加到細(xì)胞懸浮液中,并從培養(yǎng)容器底部清洗所有剩余的細(xì)胞。此時,倒置顯微鏡的快速檢查應(yīng)顯示細(xì)胞懸浮液由至少 95% 的單細(xì)胞組成。
5.如果不是這種情況,則可能需要更劇烈的移液。
6.收集細(xì)胞懸浮液,根據(jù)需要計數(shù)或分種接種物,然后分配到準(zhǔn)備好的培養(yǎng)容器中。對于某些細(xì)胞系和酶溶液(膠原酶),有必要在分配(接種)細(xì)胞之前通過溫和離心(125 × g 5 分鐘)去除酶。
計數(shù)細(xì)胞或分裂懸液
為了確定生長速率或建立已知濃度的培養(yǎng)物,有必要對懸浮細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)?梢允褂醚(xì)胞計數(shù)器或電子細(xì)胞計數(shù)設(shè)備。血細(xì)胞計數(shù)器的優(yōu)點是價格較低,同時可以進(jìn)行存活率測定。
輕輕混合細(xì)胞懸浮液并取出 0.5 mL 等分試樣進(jìn)行計數(shù)。向其中添加 0.5 mL 用于細(xì)胞計數(shù)的重要染色劑,例如臺盼藍(lán)或赤蘚紅 B;旌暇鶆颍〕鰳悠,然后小心地裝入干凈的血細(xì)胞計數(shù)器。
確定細(xì)胞懸浮液的實際濃度(細(xì)胞數(shù)/mL)和存活率百分比,并計算以適當(dāng)密度接種每個傳代培養(yǎng)物所需的懸浮液體積。懸浮液通常不計數(shù)細(xì)胞,而是分散在多個培養(yǎng)容器中。例如,1:2 拆分意味著將一個容器的細(xì)胞懸浮液分成兩個新容器,通常具有相同的表面積。這種方法適用于細(xì)胞系的日常維護(hù),其中跟蹤準(zhǔn)確的細(xì)胞密度并不重要。
平板培養(yǎng)
將細(xì)胞懸浮液的適當(dāng)?shù)确衷嚇臃峙涞綔?zhǔn)備好的容器中(將濃縮細(xì)胞懸浮液添加到空培養(yǎng)容器中會導(dǎo)致細(xì)胞附著和生長不均勻)。生長較快的培養(yǎng)物通常在較低濃度下建立。除非最初添加min濃度的細(xì)胞,否則一些培養(yǎng)物不會生長良好。然而,大多數(shù)培養(yǎng)物在 10 3到 10 4 個細(xì)胞/cm 2或更高(7.5 × 10 4到 7.5 × 10 5個細(xì)胞/75-cm 2燒瓶)的初始濃度下會茁壯成長。
重新培養(yǎng)培養(yǎng)物
將培養(yǎng)物放回振蕩培養(yǎng)箱中。大多數(shù)哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)物在 35°C 至 37°C 之間的穩(wěn)定溫度下表現(xiàn)較好。除了保持恒定溫度外,用于培養(yǎng)皿和多孔板等未密封培養(yǎng)物的培養(yǎng)箱還必須保持高濕度和二氧化碳水平。高濕度減少了未密封培養(yǎng)容器中的蒸發(fā)損失,這會導(dǎo)致培養(yǎng)基變得高滲并對細(xì)胞造成壓力。如果與含有適量碳酸氫鹽的緩沖系統(tǒng)一起使用,升高的二氧化碳水平(通常為 5% 至 10%)有助于維持適當(dāng)?shù)?pH 值(7.0 至 7.6)。
為了使這種類型的緩沖系統(tǒng)起作用,有必要使用未密封(松開的蓋子)或透氣的培養(yǎng)容器進(jìn)行氣體交換。如果沒有CO 2 ,緩沖系統(tǒng)可以在密閉容器中保持適當(dāng)?shù)?pH 值。
第二天檢查培養(yǎng)物以確保細(xì)胞重新附著并活躍生長。根據(jù)需要更換介質(zhì);對于大多數(shù)活躍生長的培養(yǎng)物來說,更換周期為約為每周 2 到 3 次。