想要長期持有一個細胞系,最佳的策略是進行低溫保存。這可以有效防止因汙染或技術原因導致的細胞損失。而低溫保存對於維持細胞株的遺傳特性也極為重要。
看似簡單的凍存細胞,如果操作不當,將導致長期培養的細胞付之東流。小編將來自ATCC的《哺乳動物細胞凍存指南》翻譯為中文。看大拿們如何凍存細胞。養細胞的小夥伴不容錯過。
細胞凍存是否成功取決於四個關鍵因素:
1. 適當的處理及溫和收集細胞
2. 使用合適的冷凍保護劑
3. 細胞凍存的速率
4. 合適的儲存溫度
以下程序針對典型的哺乳動物貼壁細胞。然而,這個程序也可以適應各種各樣的細胞;要獲得更多信息,請參考文後的references
未經消毒
•可以標記低溫凍存管的marker筆
•程序降溫盒
•細胞計數板
無菌
•完整培養基,含有血清或任何其他必需的補充劑
•移液器
•15毫升螺旋蓋的離心管
•不含鈣和鎂的PBS(CMF-PBS)
•胰酶
•2毫升螺旋蓋細胞凍存管
•凍存培養基:含有5%(v / v)二甲基亞碸(DMSO)或10%(v / v)甘油的完全培養基
•臺盼藍染色液
凍存前,細胞應處於指數生長期,確保細胞處於健康狀態。理想情況下,應在收穫細胞前24小時更換培養基。建議對培養物進行微生物汙染物,特別是支原體的檢測,並通過適當的方法,如STR分析確定其身份。
如果在培養過程中使用抗生素,那麼建議在冷凍前1到2周不使用抗生素,這樣如果出現汙染,可以更容易地發現。
通常,您可以使用常規用於細胞傳代的實驗程序來收穫細胞。細胞收穫期間儘可能溫和操作。本程序推薦的試劑量是針對為75平方釐米(T-75)培養瓶;若使用其他培養容器,請相應調整所用試劑量。
A 使用無菌吸管,取出並丟棄培養基。請妥善處置與細胞接觸的任何材料和溶液。
B 用5到10ml CMF-PBS衝洗細胞,去除所有痕量的血清。
C 加入3到5ml的胰酶(在CMF-PBS中),37℃孵育。預熱酶溶液通常會縮短處理時間。
D 在倒置相差顯微鏡上每隔幾分鐘檢查酶處理的進展情況。一旦細胞變圓,輕輕敲擊細胞瓶使其脫離塑料表面。加入5 mL含血清的生長培養基滅活胰酶。可能需要劇烈的移液操作來使培養容器底部的剩餘細胞脫落,或將細胞團塊分解成單細胞懸浮液。胰酶的去除或失活對於冷凍細胞至關重要。如果游離試劑不能直接滅活,可以通過下一步的離心去除。
E 用15ml離心管收集細胞。取出樣本進行細胞計數,剩餘的細胞懸液以約100×g離心5分鐘以獲得細胞沉澱。離心時,用細胞計數板對細胞進行計數。使用臺盼藍染液檢查細胞的活性
冷凍保護劑對於冷凍過程中細胞發生的損傷最小化是必要的。最常見的冷凍保護劑是二甲基亞碸(DMSO)和甘油。 DMSO(ATCC目錄號4-X,5×5mL),常用濃度為5至10%(v / v);最適濃度因細胞系而異。
注意: DMSO是一種非常強大的溶劑,能夠迅速滲透完整的皮膚。因此避免直接接觸DMSO,並妥善處理含有DMSO的廢物。另外,選擇DMSO時,確保使用無毒的產品。ATCC出售的DMSO,已經經過完全測試,以確保其無毒(ATCC目錄號4-X,5×5mL)。
甘油常用終濃度為5%至15%。最佳濃度取決於細胞系。
通常,增加凍存培養基中的血清濃度來增加難以保存細胞的存活率。有時使用高達90%至95%的血清濃度(無培養基,僅血清加上低溫保護劑)。
A 用凍存培養基重懸細胞,使最終細胞濃度達到每毫升2-5百萬個活細胞。
B 在凍存管上標記好細胞名稱,編號和凍存日期等信息。然後將1.0到1.8毫升的細胞懸液加入到細胞凍存管中並密封。
對於大多數動物細胞,通常每分鐘下降-1至-3℃。控制冷卻過程的最好方法是使用程序降溫系統。如果沒有程序降溫系統,可以使用程序降溫盒,然後將其置於-70℃至-90℃冰箱中過夜。雖然這種方法適用於許多細胞系,但不能提供可控的,均勻的或可重複的冷卻,不建議用於珍貴細胞。
無論使用哪種冷卻方法,重要的是快速高效地將其傳輸到最終存儲位置。如果轉移不能立即完成,可以將小瓶置於乾冰上一段時間。這樣可以避免在轉移過程中發生溫度升高而損害細胞。在這個轉移過程中溫度升高是解凍後影響細胞活力的主要原因。
始終保持儲存溫度低於-130°C。細胞可以在更高的溫度下存活,但生存力通常會隨著時間的推移而降低。理想的儲存容器是液氮罐,其中細胞或者被浸沒在液氮中,或者被懸浮在液氮上方的蒸汽相中。出於安全原因(以下#6),優選氣相儲存。要維護液氮中儲存的細胞需要記住以下幾點:
A 確保標籤系統適用於(永久)低溫儲存。
B 保持良好記錄,包括細胞儲存位置,生長特點和操作記錄。
C 請頻繁檢查液氮罐的狀態(最好每天或至少每周一次)。有多種商用警報系統可用於持續監控其狀態。珍貴細胞應至少存放在兩個不同的地點。
細胞復甦:如果細胞保存在液氮中而不是液氮之上時,應特別注意。如果在儲存期間凍存管發生洩漏,則會緩慢地充滿液氮;在解凍時,液氮轉換回氣相可能會導致爆炸。
安全注意事項:將凍存管從液氮罐中取出並解凍時,請始終穿戴防護服,手套和面罩或護目鏡。
A 通過在37℃的水浴中輕輕晃動解凍細胞。為了減少汙染的可能性,O形圈和蓋子應該保持在水面之上。解凍應該是快速的(大約2分鐘)。一旦內容物解凍,將凍存管從水浴中取出,浸入或用70%乙醇噴灑。之後的操作都應該在嚴格的無菌條件下進行。
B 將內容物轉移到25cm2的組織培養瓶或100mm組織培養皿中,並用完全培養基稀釋。對於大多數細胞系來說,沒有必要立即除去低溫保護劑。正常情況下,解凍後8-24小時更換培養基以除去保護劑。然而,對於對冷凍保護劑敏感的那些細胞系,可以離心細胞懸液以去除冷凍保護劑。然後將細胞放置在細胞培養箱,37℃培養。在細胞恢復期間,避免培養基過鹼。建議在添加細胞之前,將生長培養基置於培養箱中至少15分鐘以使培養基達到正常pH。如果加入新鮮培養基太快,一些細胞系可能會發生滲透壓休克。小體積的緩慢添加培養基可以提高它們的復甦率。
REFERENCES
Freshney RI. Culture of animal cells: A manual of basic technique, 4th ed. New York: Wiley-Liss; 2000.
Hay RJ. Preservation of cell culture stocks in liquid nitrogen. TCA Manual 4: 787-790, 1978.
Hay RJ, Caputo J, Macy ML , eds. Preservation of cell cultures in liquid nitrogen. In: ATCC Quality Control Methods for Cell Lines, 2nd edition. Rockville, MD: American Type Culture Collection; 1992
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