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動(dòng)物細(xì)胞/組織培養(yǎng)常見的一些問題

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-03-12
核心提示:由于影響因素過多,細(xì)胞/組織培養(yǎng)中出現(xiàn)的一些問題往往很難分析并得到解決,因此被人戲稱為黑色藝術(shù)或巫術(shù)。本文列舉了一些動(dòng)物細(xì)

由于影響因素過多,細(xì)胞/組織培養(yǎng)中出現(xiàn)的一些問題往往很難分析并得到解決,因此被人戲稱為“黑色藝術(shù)”或“巫術(shù)”。本文列舉了一些動(dòng)物細(xì)胞/組織培養(yǎng)中常見的問題及解決方法。
 
1.培養(yǎng)試劑的保存:
血清:-5oC - -20oC 保存,避免反復(fù)凍融。
培養(yǎng)基:  2oC – 8oC避光保存。
完全培養(yǎng)基: 2oC – 8oC避光保存,并在2周內(nèi)用完。
盡量縮短血清和培養(yǎng)基見光的時(shí)間 
 
2.液體培養(yǎng)基中谷氨酰胺使用方法:
很多細(xì)胞生長要求在培養(yǎng)液中添加谷氨酰胺。谷氨酰胺在溶液中很不穩(wěn)定,應(yīng)置于-20◦C冰凍保存,用前加入培養(yǎng)基中。加有谷氨酰胺的液體培養(yǎng)基4◦C 冰箱儲(chǔ)存兩周以上時(shí),應(yīng)重新加入原來量的谷氨酰胺。另一種選擇是使用L-谷氨酰胺的衍生物 - L-alanyl-L-glutamine dipeptide(如啟維益成公司代理的GenDepot的產(chǎn)品Glutaplex配方中含有的成分之一) 替代L-谷氨酰胺。Glutaplex與L-谷氨酰胺相比更加穩(wěn)定,降解比較慢,提高細(xì)胞的存活和生長,極大降低對細(xì)胞有毒性的氨的積累。
 
3.培養(yǎng)基中是否應(yīng)加酚紅:
酚紅在培養(yǎng)基中被用來作為pH值的指示劑,中性時(shí)為紅色,酸性時(shí)為黃色,堿性時(shí)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(yīng),培養(yǎng)細(xì)胞尤其是哺乳類細(xì)胞時(shí),應(yīng)使用不加酚紅的培養(yǎng)基。由于酚紅干擾檢測,一些研究人員在做流式細(xì)胞檢測時(shí)不使用加酚紅的培養(yǎng)基。


4.使用血清應(yīng)注意的問題:
1)血清第一次使用前,是否應(yīng)在56oC,30分鐘加熱血清以滅活補(bǔ)體系統(tǒng)?
激活的補(bǔ)體參與溶解細(xì)胞事件,刺激平滑肌收縮,細(xì)胞和血小板釋放組胺,激活淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。在進(jìn)行免疫學(xué)研究、培養(yǎng)ES細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞時(shí),推薦使用熱滅活血清。實(shí)驗(yàn)顯示,經(jīng)過正確處理的熱滅活血清對大多數(shù)的細(xì)胞而言是不需要的。經(jīng)此處理過的血清對細(xì)胞生長只有微小的促進(jìn)或完全沒有任何作用,甚至通常因?yàn)楦邷靥幚碛绊懥搜宓馁|(zhì)量,而造成細(xì)胞生長速率降低。而經(jīng)過熱處理的血清沉淀物的形成會(huì)顯著的增多,這些沉淀物在倒置顯微鏡下觀察像是“小黑點(diǎn)”,常常會(huì)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(huì)使此沉淀物更增多,使研究者誤認(rèn)為是微生物的分裂擴(kuò)增。若非必須,可以不需要做熱處理這一步。不但節(jié)省時(shí)間,更確保血清的質(zhì)量。
 
2)通常使用的血清的種類:
新生牛血清:新出生牛5天內(nèi)取血制成。小牛血清:小牛出生16周以內(nèi)采血制成。胎牛血清:(進(jìn)口血清)要求剖腹取胎制成。國內(nèi)廠家往往不能做到,經(jīng)常把出生2天以內(nèi)采血稱為胎牛血清。根據(jù)血清的生產(chǎn)工藝及血紅蛋白、內(nèi)毒素含量又分為:(1)特級(jí)胎牛血清:40納米過濾,內(nèi)毒素含量≤10EU,   血紅蛋白含量≤10mg/dl。(2)優(yōu)等胎牛血清:經(jīng)過3次100納米過濾,內(nèi)毒素含量≤25EU/ml,血紅蛋白含量≤25mg/ml。(3)標(biāo)準(zhǔn)胎牛血清:3次100納米過濾,低內(nèi)毒素,低血紅蛋白含量。
 
3)為什么儲(chǔ)存在冰箱中的胎牛血清會(huì)出現(xiàn)沉淀?  
有些胎牛血清產(chǎn)品沒有預(yù)老化,儲(chǔ)存在2-8℃時(shí),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(yīng)該不會(huì)影響血清的質(zhì)量。建議在-20℃儲(chǔ)存胎牛血清,避免反復(fù)凍融。
 
4)血清解凍后發(fā)現(xiàn)有絮狀沉淀物出現(xiàn): 
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(huì)存在于血清中,也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?yàn)樗赡軙?huì)阻塞過濾膜。
 
5)如何避免沉淀物的產(chǎn)生?  
我們建議您在使用血清的時(shí)候,注意下列的操作: (1)解凍血清時(shí),請按照所建議的逐步解凍法(-2℃至4℃過夜,37oC水浴解凍)。若血清解凍時(shí)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(shí)要隨時(shí)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(huì)變得混濁,同時(shí)血清中許多較不穩(wěn)定的成分也會(huì)因此受到損害,而影響血清的質(zhì)量。(4)如果在高于40oC的水浴中融化并且不時(shí)常搖晃混勻,非常容易造成沉淀物增多。同樣血清的熱滅活也造成沉淀增多,若非必要,可以省去熱滅活。(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(shí)搖晃均勻。溫度過高,時(shí)間過久或搖晃不均勻,都會(huì)造成沉淀物的增多。 
 
5.培養(yǎng)用液pH對細(xì)胞生長的影響:
由于,大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)適宜的pH為7.2-7.4,偏離此范圍對細(xì)胞將產(chǎn)生有害的影響。各種細(xì)胞對pH的要求也不完全相同,原代培養(yǎng)細(xì)胞一般對pH變動(dòng)耐受力差,無限細(xì)胞系耐受力強(qiáng)。但總體來說,細(xì)胞耐酸性比耐堿性強(qiáng)一些,偏酸環(huán)境中更利于細(xì)胞生長。因此,我們在配制培養(yǎng)用液時(shí),可把液體的pH稍微調(diào)得偏酸一些。液體在經(jīng)過0.10um或0.22um濾膜過濾時(shí),溶液的pH還會(huì)向上浮動(dòng)0.2左右。
 
6.培養(yǎng)基pH變化迅速:
培養(yǎng)箱中CO2濃度不正確。碳酸氫鈉在培養(yǎng)液中濃度范圍為2.0 – 3.7g/L時(shí),CO2的濃度范圍應(yīng)分別為5% - 10%。
 
7.使用培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)注意的問題:  
培養(yǎng)基在使用前需37oC預(yù)熱。 細(xì)胞培養(yǎng)過程中,吸取過培養(yǎng)液的吸管不能再用火焰燒灼,防止殘留在吸管內(nèi)的培養(yǎng)基焦化,將有害物質(zhì)帶入培養(yǎng)液中。盡量縮短各種液體、細(xì)胞的暴露時(shí)間,減少污染機(jī)會(huì)。避免液體間、細(xì)胞間的交叉污染。配制完全培養(yǎng)基時(shí),配制的量最好在2周內(nèi)用完為好。
 
 
8.細(xì)胞傳代消化時(shí)胰蛋白酶的使用問題:
培養(yǎng)細(xì)胞胰蛋白酶溶液的消化能力和溶液的pH、溫度、胰酶濃度及溶液中是否含有Ca++, Mg+離子和血清等因素有關(guān)。通常情況下,pH 8.0 , 溫度 37 oC 其作用能力最強(qiáng)。另外,鈣、鎂離子及血清均能大大降低其消化能力。每次進(jìn)行傳代消化前,一定要用無鈣鎂離子的PBS液或D-Hanks液反復(fù)沖洗細(xì)胞培養(yǎng)瓶,以便將含血清的培養(yǎng)基沖洗干凈,這樣可大大提高消化液的消化能力。通常使用的消化液濃度為:   (1)0.05%胰蛋白酶-EDTA;   (2)0.25%胰蛋白酶-EDTA。多數(shù)細(xì)胞傳代消化可使用0.05%胰蛋白酶-EDTA這種消化液。

第一次開瓶后應(yīng)立即少量分裝于無菌管中,保存于–20℃,避免反復(fù)凍融造成胰蛋白酶活性降低,并可減少污染的機(jī)會(huì)。

注意:如果選用無血清培養(yǎng)基(如啟維益成公司代理的TNC Bio公司生產(chǎn)的產(chǎn)品 - 完全無動(dòng)物成分的血清替代品XerumFreeTM與其他培養(yǎng)基混合配制的無血清培養(yǎng)基),在細(xì)胞傳代時(shí),不可使用胰蛋白酶消化,因?yàn)橐鹊鞍酌冈跓o血清時(shí)可去除細(xì)胞膜表面的受體,這種情況應(yīng)使用AccutaseTM消化。
 
9.貼壁細(xì)胞在用蛋白酶消化時(shí)不易分離:
1)培養(yǎng)液中存在酶的抑制劑,可使用無鈣鎂離子的37oC預(yù)熱的Dulbecco’s PBS或胰酶-EDTA洗一遍,再消化 
2)胰酶濃度太低,使用更高濃度的胰酶,更高濃度的EDTA或不同的酶消化,37oC消化以提高酶活性
3)細(xì)胞處于鋪滿狀態(tài)時(shí)間太長,形成細(xì)胞間的緊密連接,以后注意在細(xì)胞鋪滿之前進(jìn)行繼代培養(yǎng)。
 
10.細(xì)胞分離后形成團(tuán)塊:
1) 細(xì)胞分散過程太過分,如用力吹吸、酶濃度過高、消化時(shí)間過長或溫度過高,酶溶液有毒性(如緩沖液pH或滲透壓不正確等)以至基因組DNA從破裂的細(xì)胞中釋放出來。解決方法是在細(xì)胞懸液中加入1滴無菌的1mg/ml溶于水中的DNA酶。
2)去除上清時(shí),細(xì)胞離心的強(qiáng)度太大或時(shí)間太長,應(yīng)使用125g, 10分鐘輕微離心。
 
11.懸浮細(xì)胞形成團(tuán)塊:
1)培養(yǎng)液中含有鈣鎂離子
2)支原體污染 
3)由于過度消化造成細(xì)胞裂解,釋放出基因組DNA
 
12.細(xì)胞不貼壁:
1)消化時(shí)間過長,細(xì)胞膜上的貼壁蛋白被去除了
2)培養(yǎng)基中的血清或貼壁因子(常見于無血清培養(yǎng)基)不足,可在培養(yǎng)基中加入貼壁因子或使用膠原蛋白、多聚L賴氨酸、纖連蛋白等包被的培養(yǎng)瓶。
3)支原體污染
 
13.離心動(dòng)物細(xì)胞的離心速率:?  
回收動(dòng)物細(xì)胞,離心速率一般為300g,5 - 10 分鐘,離心強(qiáng)度過大將造成細(xì)胞破裂死亡。
 
14.細(xì)胞生長緩慢:
1)換用了不同的培養(yǎng)基或血清,解決方法是可比較不同培養(yǎng)基成分,用生長實(shí)驗(yàn)比較以前批次和新批次的血清, 提高接種細(xì)胞數(shù),使細(xì)胞逐步適應(yīng)新的培養(yǎng)基 。
2)L-谷氨酸等促進(jìn)細(xì)胞生長的成分沒加入,用盡或分解了。用L-alanyl-L-glutamine dipeptide(如啟維益成公司代理的GenDepot的產(chǎn)品Glutaplex)替代L-谷氨酸 
3)支原體污染或低水平細(xì)菌或真菌污染
4)培養(yǎng)試劑保存不當(dāng)
5)接種細(xì)胞數(shù)太少
6)細(xì)胞傳代次數(shù)太多
7)細(xì)胞傳代時(shí)密度太高,應(yīng)在細(xì)胞鋪滿前的指數(shù)生長期傳代
 
15.細(xì)胞死亡:
1)培養(yǎng)箱中無CO2,檢查管子有無泄漏,是否需更換CO2罐,盡量減少開關(guān)培養(yǎng)箱的次數(shù) 
2)培養(yǎng)箱溫度不恒定
3)抗真菌劑或抗生素濃度過高,對細(xì)胞產(chǎn)生毒性
4)細(xì)胞在凍存或解凍過程中被破壞
5)培養(yǎng)基中滲透壓不正確
6)培養(yǎng)基中積累了有毒的代謝產(chǎn)物
 
16.細(xì)胞冷凍培養(yǎng)基的成份:
動(dòng)物細(xì)胞冷凍保存時(shí)最常使用的冷凍培養(yǎng)基是含5 - 10 %DMSO (dimethyl sulfoxide) 和90 - 95 %原來細(xì)胞生長用的新鮮培養(yǎng)基均勻混合。注意:由于DMSO 稀釋時(shí)會(huì)放出大量熱能,所以不可將DMSO 直接加入細(xì)胞液中,必須使用前先行配制完成。
 
17.DMSO的等級(jí)及使用和保存:
   冷凍保存使用之DMSO 等級(jí)必須為Tissue culture grade的DMSO (如Sigma D2650)。其本身即為無菌狀況,第一次開瓶后應(yīng)立即少量分裝于無菌試管中,保存于4°C。避免反復(fù)凍融造成DMSO 裂解而釋出有害物質(zhì),并可減少污染的機(jī)會(huì)。若要過濾DMSO,則須使用耐DMSO 的Nylon 材質(zhì)濾膜。
 
18.凍存液中的甘油的保存:
要避光保存,見光后甘油轉(zhuǎn)化為對細(xì)胞有毒性的丙烯醛。
 
19.細(xì)胞欲冷凍保存時(shí)注意事項(xiàng):?
冷凍管內(nèi)細(xì)胞數(shù)目一般為1x106 cells/ml,融合瘤細(xì)胞則以5x106 cells/ml為宜。實(shí)際操作時(shí),建議按照細(xì)胞生產(chǎn)商建議的細(xì)胞密度凍存。凍存?zhèn)鞔螖?shù)低的細(xì)胞。
 
20.冷凍保存細(xì)胞之方法:?   
冷凍保存方法一: 冷凍管置于4℃ 30-60 分鐘→ (-20℃ 30 分鐘)→ -80℃16-18 小時(shí)(或隔夜) → 液氮槽vaporphase長期儲(chǔ)存,如細(xì)胞浸在液氮中,有可能被液氮中的微生物污染。   
冷凍保存方法二: 冷凍管置于已設(shè)定程序的可程序降溫機(jī)中每分鐘降1-3 ℃ 至–80 ℃ 以下,再放入液氮槽vapor phase長期儲(chǔ)存。-20℃不可超過1小時(shí),以防止冰晶過大,造成細(xì)胞大量死亡。也可跳過此步驟直接放入-80℃ 冰箱中,但存活率降低。
 
21.細(xì)胞解凍:
快速解凍,將37oC預(yù)熱的培養(yǎng)基逐滴加入解凍的細(xì)胞。
 
22.支原體污染、檢測及處理:  
支原體污染在細(xì)胞培養(yǎng)中最常見、不易被查覺,但支原體污染可顯著影響細(xì)胞功能干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。支原體是介于細(xì)菌和病毒之間的目前所知能獨(dú)立生活的最小微生物,它無細(xì)胞壁,形態(tài)呈高度多形性,最小直徑0.2um,可通過濾器。課題組從國外引進(jìn)細(xì)胞株/系也經(jīng)常出現(xiàn)支原體的污染。支原體在污染細(xì)胞后,它通過影響細(xì)胞的DNA、RNA 的合成及急速消耗培養(yǎng)基中的氨基酸來抑制細(xì)胞的生長,并能降低細(xì)胞的融合率。因此,在運(yùn)用各種細(xì)胞系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí),首先要證明所用細(xì)胞有無支原體的污染。支原體污染后,培養(yǎng)基可不發(fā)生渾濁,細(xì)胞病變輕微或不明顯,因此難以發(fā)現(xiàn)。
目前,支原體檢測的方法有以下幾種。(a)相差顯微鏡觀察;(b)低張?zhí)幚淼匾录t染色法;  (c)熒光染色法;(d)酶標(biāo)法;  (e)PCR法:這是常用的一種簡便的檢測方法。  此方法靈敏度高,檢測耗時(shí)短,樣品量。ㄖ恍50ul細(xì)胞培養(yǎng)用液上清),但引物及制劑費(fèi)用較高。
支原體污染的處理:1)丟棄細(xì)胞,培養(yǎng)基及其他培養(yǎng)用試劑 2)重新獲取未污染細(xì)胞,新鮮培養(yǎng)基和試劑。
 

編輯:songjiajie2010

 
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