細胞培養(yǎng)入門到精通,保姆級指南來了!
在生命科學研究中,細胞培養(yǎng)是一項基礎(chǔ)且**的技術(shù) —— 小到分子機制探索,大到藥物篩選、細胞***研發(fā),都離不開健康、穩(wěn)定的細胞體系。但對新手而言,細胞污染、生長緩慢、形態(tài)異常等問題常常讓人頭疼;即使是***研究者,也可能因操作細節(jié)疏忽導致實驗 “翻車”。***,我們就從細胞培養(yǎng)的**原理出發(fā),梳理從準備工作到日常維護的全流程要點,再聊聊常見問題的解決方案,幫你輕松搞定細胞培養(yǎng)!
一、細胞培養(yǎng)前:做好這些準備,成功一半
細胞對環(huán)境極其敏感,溫度、濕度、無菌狀態(tài)等任何微小偏差,都可能影響其生長。因此,實驗前的準備工作必須 “精益求精”。
1. **耗材:選對、滅菌是關(guān)鍵
細胞培養(yǎng)的耗材直接接觸細胞,其質(zhì)量和無菌性是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),常見耗材及注意事項如下:
培養(yǎng)容器:根據(jù)實驗需求選擇培養(yǎng)皿(直徑 6cm/10cm)、培養(yǎng)瓶(T25/T75/T175)或多孔板(6 孔 / 12 孔 / 24 孔 / 96 孔)。優(yōu)先選擇TC 處理(組織培養(yǎng)處理) 的耗材 —— 這類耗材表面經(jīng)過特殊涂層,能促進細胞貼壁生長(懸浮細胞可忽略此要求)。使用前需檢查包裝是否完好,避免因運輸或儲存不當導致污染。
培養(yǎng)基與添加劑:不同細胞系對培養(yǎng)基的需求差異極大,比如 HeLa 細胞常用 DMEM,CHO 細胞偏好 F12,原代細胞則可能需要**培養(yǎng)基。關(guān)鍵注意點:
? 培養(yǎng)基需添加胎牛血清(FBS) (通常終濃度 10%-20%),提供細胞生長所需的營養(yǎng)因子;
? 加入雙抗(青霉素 - 鏈霉素) (終濃度 1%),預(yù)防細菌污染(特殊實驗如細胞***需無抗培養(yǎng));
? 部分細胞需額外添加特定因子,如內(nèi)皮細胞需 VEGF,神經(jīng)細胞需 BDNF,需嚴格參照細胞說明書。培養(yǎng)基配制后需 4℃避光儲存,且儲存時間不超過 2 周,避免營養(yǎng)成分降解。
其他耗材:移液管、離心管、***頭需選擇無菌無酶規(guī)格,避免酶類物質(zhì)破壞細胞膜;酒精棉球、無菌手套、口罩需提前準備,確保操作過程無菌。
2. 儀器檢查:確保設(shè)備處于比較好狀態(tài)
細胞培養(yǎng)依賴的**儀器需提前調(diào)試,避免實驗中 “掉鏈子”:
CO?培養(yǎng)箱:溫度需穩(wěn)定在 37℃(誤差 ±0.5℃),CO?濃度通常為 5%(維持培養(yǎng)基 pH 穩(wěn)定,依賴 NaHCO?緩沖體系),相對濕度保持在 95% 以上(防止培養(yǎng)基蒸發(fā))。使用前需用酒精擦拭內(nèi)壁,定期(每 1-2 周)進行紫外消毒,避免霉菌滋生。
超凈工作臺:開啟前需紫外線消毒 30 分鐘,消毒后通風 15 分鐘再進行操作(避免紫外線殘留損傷細胞)。操作時需保持臺面整潔,*放置必要耗材,避免手臂頻繁進出破壞無菌環(huán)境。
離心機:用于細胞傳代或換液時的離心操作,需提前校準轉(zhuǎn)速(通常細胞離心轉(zhuǎn)速為 1000-1500rpm,時間 3-5 分鐘,避免轉(zhuǎn)速過高損傷細胞)。
倒置顯微鏡:用于觀察細胞形態(tài)和生長狀態(tài),需提前調(diào)整焦距和光源,確保視野清晰。
二、細胞培養(yǎng)中:掌握**操作,避免 “踩坑”
細胞培養(yǎng)的日常操作主要包括換液和傳代,這兩個步驟直接決定細胞的生長狀態(tài),需嚴格遵循規(guī)范。
1. 換液:及時補充營養(yǎng),移除代謝廢物
當培養(yǎng)基顏色從桃紅色(pH 正常)變?yōu)辄S色(pH 下降,代謝廢物積累),或細胞生長至 50%-70% 密度時,需進行換液:
準備工作:將新鮮培養(yǎng)基提前從 4℃取出,復(fù)溫至室溫(約 30 分鐘,避免低溫刺激細胞);超凈工作臺紫外線消毒后通風,戴無菌手套、口罩,用 75% 酒精擦拭雙手和耗材表面。
操作步驟:
打開培養(yǎng)箱,取出培養(yǎng)皿 / 瓶,用酒精棉球擦拭外壁后放入超凈臺;
用移液管輕輕吸出舊培養(yǎng)基(注意避免吸到貼壁細胞,懸浮細胞需先離心收集再換液);
用無菌 PBS(磷酸鹽緩沖液)清洗細胞 1-2 次(移除殘留的血清和代謝廢物,避免影響新培養(yǎng)基營養(yǎng));
加入適量新鮮培養(yǎng)基(培養(yǎng)皿直徑 6cm 加 2-3ml,T25 培養(yǎng)瓶加 5ml,確保覆蓋細胞即可,過多會浪費且影響氣體交換);
輕輕晃動培養(yǎng)容器,使培養(yǎng)基均勻分布,放回 CO?培養(yǎng)箱。
2. 傳代:避免細胞過度生長,維持活性
當貼壁細胞生長至 80%-90% 融合度(細胞鋪滿培養(yǎng)皿表面,無明顯間隙),或懸浮細胞密度達到 1×10?-5×10? cells/ml 時,需進行傳代,防止細胞因空間不足或營養(yǎng)匱乏進入衰老期:
貼壁細胞傳代(以胰酶消化法為例):
按換液步驟移除舊培養(yǎng)基,用 PBS 清洗細胞 1 次;
加入適量胰酶(T25 培養(yǎng)瓶加 1ml,覆蓋細胞表面即可),放入 37℃培養(yǎng)箱孵育 1-3 分鐘(不同細胞對胰酶敏感性不同,需在顯微鏡下觀察,當細胞間隙增大、開始脫落時立即終止消化);
加入含血清的新鮮培養(yǎng)基(血清中的胰酶抑制劑可終止消化),用移液管輕輕吹打細胞(動作要輕柔,避免產(chǎn)生過多氣泡損傷細胞),制成單細胞懸液;
取適量細胞懸液(根據(jù)傳代比例,通常 1:2-1:5 傳代,如 T25 瓶細胞傳到 2-5 個新 T25 瓶),加入新鮮培養(yǎng)基,混勻后放回培養(yǎng)箱。
懸浮細胞傳代:
直接將細胞懸液轉(zhuǎn)移至離心管,1000rpm 離心 5 分鐘;
棄上清,加入新鮮培養(yǎng)基重懸細胞;
按比例分裝到新的培養(yǎng)容器中,放回培養(yǎng)箱。
三、細胞培養(yǎng)后:觀察與記錄,及時發(fā)現(xiàn)問題
細胞培養(yǎng)不是 “一放了之”,每天的觀察和記錄至關(guān)重要,能幫助我們及時發(fā)現(xiàn)異常,避免實驗損失。
1. 日常觀察要點
每天在倒置顯微鏡下觀察細胞,重點關(guān)注 3 個方面:
細胞形態(tài):不同細胞有其特征形態(tài),如 HeLa 細胞呈上皮樣、梭形,CHO 細胞呈圓形或多邊形。若細胞出現(xiàn)皺縮、破碎、貼壁不牢,可能是消化過度、污染或培養(yǎng)基不適導致。
生長密度:記錄細胞融合度(貼壁細胞)或密度(懸浮細胞),判斷是否需要換液或傳代。若細胞生長緩慢,需排查培養(yǎng)基是否過期、血清質(zhì)量是否下降、培養(yǎng)箱溫度 / CO?濃度是否異常。
是否污染:污染是細胞培養(yǎng)的 “天敵”,常見污染類型及識別方法:
細菌污染:培養(yǎng)基迅速變渾濁(黃色或乳白色),顯微鏡下可見大量小圓點,快速游動或布朗運動;
***污染:培養(yǎng)基表面出現(xiàn)白色、綠色或黑色菌絲,或出現(xiàn)圓形孢子,污染初期培養(yǎng)基可能不變渾濁,但細胞會逐漸死亡;
支原體污染:支原體直徑* 0.2-0.3μm,普通光學顯微鏡下難以觀察,需通過支原體檢測試劑盒(如 PCR 法、熒光染色法)鑒定,污染后細胞生長緩慢、形態(tài)異常,且會影響實驗結(jié)果(如干擾細胞信號通路、改變基因表達)。
2. 記錄與凍存
實驗記錄:每次操作(換液、傳代、觀察)需詳細記錄,包括日期、細胞名稱、操作步驟、細胞狀態(tài)(形態(tài)、密度)、培養(yǎng)基批次、血清批次等,便于后續(xù)追溯問題。
細胞凍存:當細胞生長狀態(tài)良好時,需及時凍存,避免細胞長期傳代導致遺傳漂變或污染丟失。凍存液通常為 “培養(yǎng)基:血清:DMSO=7:2:1”(DMSO 為冷凍保護劑,需緩慢加入,避免損傷細胞),凍存過程需遵循 “梯度降溫” 原則:4℃放置 30 分鐘→-20℃放置 1-2 小時→-80℃過夜→轉(zhuǎn)入液氮長期儲存。
四、常見問題 troubleshooting:解決你的 “細胞焦慮”
即使操作規(guī)范,細胞培養(yǎng)中也可能出現(xiàn)各種問題,以下是高頻問題及解決方案:
五、OMNI Life Science 其他細胞研究解決方案
除了 CASY VIVO 細胞計數(shù)儀,OMNI Life Science 還提供多款適配細胞研究的設(shè)備,滿足不同實驗需求:
TIGR 組織研磨解離儀:快速溫和處理組織,無需酶解,可同時處理 4 個樣本,適合組織單細胞懸液制備;
CERO 3D 培養(yǎng)箱生物反應(yīng)器:專為 3D 細胞培養(yǎng)設(shè)計,支持類球體、類***或組織培養(yǎng),產(chǎn)量高且操作簡便,助力 3D 細胞研究突破。
寫在***
細胞培養(yǎng)是一門 “技術(shù) + 耐心” 的學問,沒有誰能一蹴而就。新手不必因初期的 “失敗” 氣餒,多觀察、多記錄、多總結(jié),熟悉自己培養(yǎng)的細胞特性,就能逐漸掌握技巧。記住:無菌意識貫穿始終,細節(jié)決定成敗 —— 做好每一步,你的細胞自然會 “健康成長”,為后續(xù)實驗打下堅實基礎(chǔ)!
如果在細胞培養(yǎng)中遇到其他棘手問題,歡迎在評論區(qū)留言,我們一起探討解決方案~
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