由于影響因素過多,細胞/組織培養中出現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”或“巫術”。本文列舉了一些動物細胞/組織培養中常見的問題及解決方法。
1.培養試劑的保存:
血清:-5oC - -20oC 保存,避免反復凍融。
培養基: 2oC – 8oC避光保存。
完全培養基: 2oC – 8oC避光保存,并在2周內用完。
盡量縮短血清和培養基見光的時間
2.液體培養基中谷氨酰胺使用方法:
很多細胞生長要求在培養液中添加谷氨酰胺。谷氨酰胺在溶液中很不穩定,應置于-20?C冰凍保存,用前加入培養基中。加有谷氨酰胺的液體培養基4?C
冰箱儲存兩周以上時,應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定,降解比較慢,提高細胞的存活和生長,極大降低對細胞有毒性的氨的積累。
3.培養基中是否應加酚紅:
酚紅在培養基中被用來作為pH值的指示劑,中性時為紅色,酸性時為黃色,堿性時紫色。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,培養細胞尤其是哺乳類細胞時,應使用不加酚紅的培養基。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酚紅的培養基。
4.使用血清應注意的問題:
1)血清第一次使用前,是否應在56oC,30分鐘加熱血清以滅活補體系統?
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。在進行免疫學研究、培養ES細胞、昆蟲細胞和平滑肌細胞時,推薦使用熱滅活血清。實驗顯示,經過正確處理的熱滅活血清對大多數的細胞而言是不需要的。經此處理過的血清對細胞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量,而造成細胞生長速率降低。而經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。不但節省時間,更確保血清的質量。
2)通常使用的血清的種類:
新生牛血清:新出生牛5天內取血制成。小牛血清:小牛出生16周以內采血制成。胎牛血清:(進口血清)要求剖腹取胎制成。國內廠家往往不能做到,經常把出生2天以內采血稱為胎牛血清。根據血清的生產工藝及血紅蛋白、內毒素含量又分為:(1)特級胎牛血清:40納米過濾,內毒素含量≤10EU,
血紅蛋白含量≤10mg/dl。(2)優等胎牛血清:經過3次100納米過濾,內毒素含量≤25EU/ml,血紅蛋白含量≤25mg/ml。(3)標準胎牛血清:3次100納米過濾,低內毒素,低血紅蛋白含量。
3)為什么儲存在冰箱中的胎牛血清會出現沉淀?
有些胎牛血清產品沒有預老化,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量。建議在-20℃儲存胎牛血清,避免反復凍融。
4)血清解凍后發現有絮狀沉淀物出現:
血清中沉淀物的出現有許多種原因,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,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,以400g稍微離心,上清液即可接著加入培養基內一起過濾。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。
5)如何避免沉淀物的產生?
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(-2℃至4℃過夜,37oC水浴解凍)。若血清解凍時改變的溫度太大(如-20℃至37℃),非常容易產生沉淀物。(2)解凍血清時要隨時將之搖晃均勻,使溫度及成分均一,減少沉淀的發生。(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定的成分也會因此受到損害,而影響血清的質量。(4)如果在高于40oC的水浴中融化并且不時常搖晃混勻,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。
5.培養用液pH對細胞生長的影響:
由于,大多數細胞培養適宜的pH為7.2-7.4,偏離此范圍對細胞將產生有害的影響。各種細胞對pH的要求也不完全相同,原代培養細胞一般對pH變動耐受力差,無限細胞系耐受力強。但總體來說,細胞耐酸性比耐堿性強一些,偏酸環境中更利于細胞生長。因此,我們在配制培養用液時,可把液體的pH稍微調得偏酸一些。液體在經過0.10um或0.22um濾膜過濾時,溶液的pH還會向上浮動0.2左右。
6.培養基pH變化迅速:
培養箱中CO2濃度不正確。碳酸氫鈉在培養液中濃度范圍為2.0 – 3.7g/L時,CO2的濃度范圍應分別為5% - 10%。
7.使用培養基時應注意的問題:
培養基在使用前需37oC預熱。
細胞培養過程中,吸取過培養液的吸管不能再用火焰燒灼,防止殘留在吸管內的培養基焦化,將有害物質帶入培養液中。盡量縮短各種液體、細胞的暴露時間,減少污染機會。避免液體間、細胞間的交叉污染。配制完全培養基時,配制的量最好在2周內用完為好。
8.細胞傳代消化時胰蛋白酶的使用問題:
培養細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。通常情況下,pH 8.0 ,
溫度 37 oC
其作用能力最強。另外,鈣、鎂離子及血清均能大大降低其消化能力。每次進行傳代消化前,一定要用無鈣鎂離子的PBS液或D-Hanks液反復沖洗細胞培養瓶,以便將含血清的培養基沖洗干凈,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。多數細胞傳代消化可使用0.05%胰蛋白酶-EDTA這種消化液。
第一次開瓶后應立即少量分裝于無菌管中,保存于–20℃,避免反復凍融造成胰蛋白酶活性降低,并可減少污染的機會。
注意:如果選用無血清培養基(如啟維益成公司代理的TNC Bio公司生產的產品 -
完全無動物成分的血清替代品XerumFreeTM與其他培養基混合配制的無血清培養基),在細胞傳代時,不可使用胰蛋白酶消化,因為胰蛋白酶在無血清時可去除細胞膜表面的受體,這種情況應使用AccutaseTM消化。
9.貼壁細胞在用蛋白酶消化時不易分離:
1)培養液中存在酶的抑制劑,可使用無鈣鎂離子的37oC預熱的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)細胞處于鋪滿狀態時間太長,形成細胞間的緊密連接,以后注意在細胞鋪滿之前進行繼代培養。
10.細胞分離后形成團塊:
1) 細胞分散過程太過分,如用力吹吸、酶濃度過高、消化時間過長或溫度過高,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從破裂的細胞中釋放出來。解決方法是在細胞懸液中加入1滴無菌的1mg/ml溶于水中的DNA酶。
2)去除上清時,細胞離心的強度太大或時間太長,應使用125g, 10分鐘輕微離心。
11.懸浮細胞形成團塊:
1)培養液中含有鈣鎂離子
2)支原體污染
3)由于過度消化造成細胞裂解,釋放出基因組DNA
12.細胞不貼壁:
1)消化時間過長,細胞膜上的貼壁蛋白被去除了
2)培養基中的血清或貼壁因子(常見于無血清培養基)不足,可在培養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瓶。
3)支原體污染