細胞培養常見問題及其解決方法

2020-11-22 中國教育裝備採購網

  1. 如何選用特殊細胞系培養基?

  培養某一類型細胞沒有固定的培養條件。在MEM中培養的細胞,很可能在DMEM或M199中同樣很容易生長。總之,首選MEM做粘附細胞培養、RPMI-1640做懸浮細胞培養是一個好的開始。

  2. 何時須更換培養基?

  視細胞生長密度而定, 或遵照細胞株基本數據上之更換時間,按時更換培養基即可。

  3. 可否使用與原先培養條件不同之培養基?

  不能。每一細胞株均有其特定使用且已適應之細胞培養基, 若驟然使用和原先提供之培養條件不同之培養基, 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條件不同之血清種類?

  不能。血清是細胞培養上一個極為重要的營養來源,所以血清的種類和品質對於細胞的生長會產生極大的影響。來自不同物種的血清, 在一些物質或分子的量或內容物上都有所不同,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 培養細胞時應使用5 % 或10% CO2?或根本沒有影響?

  一般培養基中大都使用HCO3-/CO32-/H+ 作為pH 的緩衝系統, 而培養基中NaHCO3 的含量將決定細胞培養時應使用的CO2 濃度。當培養基中NaHCO3 含量為每公升3.7 g 時,細胞培養時應使用10 % CO2;當培養基中NaHCO3 為每公升1.5 g 時, 則應使用5 % CO2 培養細胞。

  7.Hanks 平衡鹽溶液(HBS)要在空氣中使用,不需要CO2培養箱。原因是什麼?Hanks 平衡鹽溶液(HBS)和Earles平衡鹽溶液(EBS)有什麼本質的功能差別?

  HBS和 EBS 的主要差別在於碳酸氫鈉的水平,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,溶液會變鹼,Hanks液在CO2培養箱中會變酸。如果希望在CO2培養箱中保存組織,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?

  依照細胞株基本數據上之接種密度或稀釋分盤之比例接種即可。細胞數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?

  一般僅需持續加入新鮮培養基於原培養角瓶中, 稀釋細胞濃度即可, 若培養液太多時, 可將培養角瓶口端稍微抬高, 直到無法容納為止。分瓶時取出一部份含細胞之培養液至另一新的培養角瓶, 加入新鮮培養基稀釋至適當濃度, 重複前述步驟即可。

  10.冷凍管應如何解凍?

  取出冷凍管後, 須立即放入37 °C 水槽中快速解凍, 輕搖冷凍管使其在1 分鐘內全部融化, 並注意水面不可超過冷凍管蓋沿, 否則易發生汙染情形。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時, 是否應馬上去除DMSO?

  除少數特別註明對DMSO 敏感之細胞外, 絕大部分細胞株(包括懸浮性細胞), 在解凍之後, 應直接放入含有10-15ml新鮮培養基之培養角瓶中, 待隔天再置換新鮮培養基以去除DMSO 即可, 如此可避免大部分解凍後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。第一次開瓶後應立即少量分裝於無菌試管中, 保存於–20 °C,避免反覆冷凍解凍造成trypsin 之活性降低, 並可減少汙染之機會。

  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, 過高之轉速, 將造成細胞死亡。

  14. 細胞冷凍培養基之成份為何?

  動物細胞冷凍保存時最常使用的冷凍培養基是含5 - 10 %DMSO (dimethyl sulfoxide) 和90 - 95 % 原來細胞生長用之新鮮培養基均勻混合之。注意:由於DMSO 稀釋時會放出大量熱能, 故不可將DMSO 直接加入細胞液中, 必須使用前先行配製完成。

  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, 第一次開瓶後應立即少量分裝於無菌試管中, 保存於4°C, 避免反覆冷凍解凍造成DMSO 之裂解而釋出有害物質, 並可減少汙染之機會。若要過濾DMSO, 則須使用耐DMSO 之Nylon 材質濾膜。

  16.冷凍保存細胞之方法?

  冷凍保存方法一: 冷凍管置於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: 冷凍管置於已設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, 細胞冷凍管內應有多少細胞濃度?

  冷凍管內細胞數目一般為1x106 cells/ml vial, 融合瘤細胞則以5x106 cells/ml vial 為宜。

  18.培養基中是否須添加抗生素?

  除於特殊篩選系統中外, 一般正常培養狀態下, 培養基中不應添加任何抗生素。

  19.應如何避免細胞汙染?

  細胞汙染的種類可分成細菌、酵母菌、黴菌、病毒和黴漿菌。主要的汙染原因為無菌操作技術不當、操作室環境不佳、汙染之血清和汙染之細胞等。嚴格之無菌操作技術、清潔的環境、與品質良好之細胞來源和培養基配製是減低汙染之最好方法。

  20.如果細胞發生微生物汙染時,應如何處理?

  原則上:直接滅菌後丟棄之。

  當重要的培養汙染時,研究者可能試圖消除或控制汙染。首先,確定汙染物是細菌、真菌、支原體或酵母,把汙染細胞與其它細胞系隔離開,用實驗室消毒劑消毒培養器皿和超淨臺,檢查HEPA過濾器。

  高濃度的抗生素和抗黴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黴菌素產生毒性的劑量水平。這點在使用抗生素如兩性黴素B和抗黴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汙染的實驗步驟。

  1.在無抗生素的培養基中消化、計數和稀釋細胞,稀釋到常規細胞傳代的濃度。

  2.分散細胞懸液到多孔培養板中,或幾個小培養瓶中。在一個濃度梯度範圍內,把選擇抗生素加入到每一個孔中。例如,兩性黴素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,出現空泡,匯合度下降和變圓。

  4.確定抗生素毒性水平後,使用低於毒性濃度2~3倍濃度的抗生素的培養液培養細胞2~3代。

  5.在無抗生素的培養基中培養細胞一代。

  6.重複步驟4。

  7.在無抗生素的培養基中培養4~6代,確定汙染是否以已被消除。

  21.支原體(mycoplasma) 汙染的細胞, 是否能以肉眼觀察出異狀?

  不能。除極有經驗之專家外,大多數遭受支原體汙染的細胞株, 無法以其外觀分辨之。

  22.支原體汙染會對細胞培養有何影響?

  支原體汙染幾乎可影響所有細胞之生長參數, 代謝及研究之任一數據。故進行實驗前,必須確認細胞為mycoplasma-free,實驗結果之數據方有意義。

  23. 偵測出細胞株有支原體汙染時, 該如何處理?

  直接滅菌後丟棄,以避免汙染其它細胞株。

  24. CO2 培養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.為何培養基保存於4 °C 冰箱中, 顏色會偏暗紅色, 且pH值會越來越偏鹼性?

  培養基保存於4 °C 冰箱中, 培養基內之CO2 會逐漸溢出,造成培養基越來越偏鹼性。而培養基中之酸鹼指示劑(通常為phenol red) 的顏色也會隨鹼性增加而更偏暗紅。培養基偏鹼之結果, 將造成細胞生長停滯或死亡。若培養基偏鹼時, 可以通入無菌過濾之CO2, 以調整pH 值。

  26. 各種細胞培養用的dish,flask是否均相同?

  不同廠牌的dish 或flask, 其所coating 的polymer 不同, 製造程序亦不同, 雖對大部分細胞沒有太大之影響, 惟少數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解凍後,為何會發生細胞數目太少之情形?

  研究人員在冷凍細胞之培養時出現細胞數目太少, 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。建議細胞解凍後不要立刻離心, 應待細胞生長隔夜後再更換培養基即可。

  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時出現存活率不佳, 常見原因可歸納為:培養基使用錯誤或培養基品質不佳。血清使用錯誤或血清的品質不佳。解凍過程錯誤。冷凍細胞解凍後, 加以洗滌細胞和離心。懸浮細胞誤認為死細胞。培養溫度使用錯誤。細胞置於–80 °C 太久。

  29. 收到之冷凍管瓶身破裂,瓶蓋有裂紋,或瓶蓋脫落之原因?

  冷凍管瓶蓋裂紋,或瓶身破裂,可能是因為操作者夾取冷凍管時用力不當,造成冷凍管裂損,建議使用止血鉗小心夾取。另冷凍管瓶蓋鬆動或鬆脫,乃因熱脹冷縮之物理現象,冷凍管有可能因此而造成細胞汙染,故冷凍管於放入和取出液氮桶時,均應立刻將冷凍管再一次扭緊。

  30.L-穀氨醯胺在細胞培養中重要嗎?它在溶液中不穩定嗎?

  L-穀氨醯胺在細胞培養時是重要的。脫掉氨基後,L-穀氨醯胺可作為培養細胞的能量來源、參與蛋白質的合成和核酸代謝。L-穀氨醯胺在溶液中經過一段時間後會降解,但是確切的降解率一直沒有最終定論。L-穀氨醯胺的降解導致氨的形成,而氨對於一些細胞具有毒性。

  31.GlutaMAX-I是什麼?培養細胞如何利用GlutaMAX-I?這個二肽有多穩定?

  GlutaMAX-I 二肽是一個L-穀氨醯胺的衍生物,其不穩定的alpha-氨基用L-丙氨酸來保護。一種肽酶逐漸裂解二肽,釋放L-穀氨醯胺供利用。

  GlutaMAX-I二肽非常穩定,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-穀氨醯胺幾乎完全降解。

  32.什麼培養基中可以省去加酚紅?

  酚紅在培養基中用作PH值的指示劑:中性時為紅色,酸性時為黃色,鹼性時為紫色。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,培養細胞,尤其是哺乳類細胞時,用不加酚紅的培養基。由於酚紅幹擾檢測,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基。

  33.如何用臺盼蘭計數活細胞?

  用無血清培養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,數分鐘後,用血球計數板計數細胞。活細胞排斥臺盼蘭,因而染成藍色細胞是死細胞。

  34.培養基中丙酮酸鈉的作用是什麼?

  丙酮酸鈉可以作為細胞培養中的替代碳源,儘管細胞更傾向於以葡萄糖作為碳源,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的目的是什麼?

  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,以消除來自培養基中所有的二價離子。

  36.室溫下配製的Tris-HCl溶液,在37℃使用時PH值是多少?

  緩衝液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°C

  25°C

  37°C

  8.1

  8.2

  8.3

  8.4

  8.5

  8.6

  8.7

  8.8

  8.9

  9.0

  9.1

  9.2

  9.3

  9.4

  8.5

  7.6

  7.7

  7.8

  7.9

  8.0

  8.1

  8.2

  8.3

  8.4

  8.5

  8.6

  8.7

  8.8

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  7.3

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  7.6

  7.7

  7.8

  7.9

  8.0

  8.1

  8.2

  8.3

  8.4

  8.5

  37.如何從T25瓶中轉移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,讓細胞上培養基流動。作為一種選擇你也可以輕輕拍打培養瓶。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分鐘後它們正在向上移動。

  5. 向細胞中加入2ml 細胞培養液,移入錐形管,用2ml培養液洗瓶壁,移入同一錐形管中。(培養基中的FBS終止了胰酶的活性。)

  6. 離心(1100rpm)沉澱細胞。去除培養基。

  7. 用新的培養基重新懸浮細胞。傳代。

  39.在Sf9, Sf21, 和high Five細胞懸浮培養時,肝素的使用量是多少?

  為了防止懸浮培養細胞聚集的形成,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?隨著傳代的次數的增加,它的感染能力會降低嗎?

  通常情況當細胞經過30次傳代後,應該返回凍存。無論什麼時候計數時,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基,在放置幾天後顏色變紫?

  這主要是由於在暴露到周圍的CO2水平時,碳酸氫納導致了pH值的上升。您可以在使用前鬆開瓶口,在CO2培養箱孵育培養基10-15分鐘,來校正溶液的pH值(確定鬆開瓶口以保證氣體交換)。

  42. 細胞培養基偶然被凍,可否繼續使用?

  如果細胞培養基偶然被凍,您應該熔化培養基並觀察是否有沉澱產生。如果沒有沉澱產生,培養基可以正常使用,如果出現沉澱,只能丟棄這些培養基。

  43. 無血清培養與有血清培養使用的抗生素量一樣嗎?

  當在無血清培養基中添加抗生素時,降低至少在有血清培養基中所使用濃度的50%。血清蛋白會結合和滅活一些抗生素。在無血清培養條件下,抗生素不被滅活,可能對於細胞達到毒性水平。

  44. 培養基中添加了血清和抗生素後,可長期保存嗎?

  一旦您在新鮮培養基中添加了血清和抗生素時,您應該在兩到三周內使用它。因為一些抗生素和血清中的基本成分在解凍後就開始降解。

  45.培養基及其它添加物和試劑可反覆凍融嗎?

  大部分添加物和試劑最多可以凍融3次,如果次數更多都會在包含蛋白的溶液引起一定水平的降解和沉澱,將會影響它的性能。

  46.為什麼要在溶解的一周內使用貯存在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℃。若存放於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的滅菌容器內,再放回冷凍。

  48. 如何解凍血清才不會使產品質量受損?

  將血清從冷凍箱取出後,先置於2~8℃冰箱使之融解,然後在室溫下使之全融。但必須注意的是,融解過程中必須規則地搖晃均勻。

  49. 血清解凍後發現有絮狀沉澱物出現,該如何處理?

  血清中沉澱物的出現有許多種原因,但最普遍的原因是由於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)在血清解凍後,也會存在於血清中,亦是造成沉澱物的原因之一。但這些絮狀沉澱物,並不影響血清本身的質量。

  若欲去除這些絮狀沉澱物,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澱物,因為它可能會阻塞過濾膜。

  50. 為什麼要熱滅活血清?

  加熱可以滅活補體系統。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。在免疫學研究,培養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量,而造成細胞生長速率的降低。而經過熱處理的血清,沉澱物的形成會顯著的增多,這些沉澱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汙染,而把血清放在37℃環境中,又會使此沉澱物更增多,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!

  52. 為什麼儲存在冰箱中的胎牛血清會出現沉澱?

  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)可能聚集而形成沉澱或可見的混濁。這應該不會影響血清的質量。推薦在-20℃儲存胎牛血清,避免反覆凍融。

  53. 如何避免沉澱物的產生?

  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(-20℃至4℃至室溫),若血清解凍時改變的溫度太大(如-20℃至37℃),非常容易產生沉澱物。

  (2)解凍血清時,請隨時將之搖晃均勻,使溫度及成分均一,減少沉澱的發生。

  (3)請勿將血清置於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)血清的熱滅活非常容易造成沉澱物的增多,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,並且隨時搖晃均勻。溫度過高,時間過久或搖晃不均勻,都會造成沉澱物的增多。

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    (一)汙染的類型§細胞培養過程中的汙染不僅僅指微生物,而且還包括所有混入培養環境中的、對細胞生存有害或造成細胞不純的物質,包括生物和化學物質。1、細菌汙染§細菌汙染是實驗室細胞培養中常見的汙染,即使在細胞培養液中加入了抗菌素,也可能因為操作不慎而引起汙染。