在生物医学领域,实验室培养的细胞根据其类型大致可分为三类:
细胞类型
(1)贴壁细胞:这些细胞会粘附在培养容器(如组织培养塑料)上生长。
(2)悬浮细胞:所有细胞都随生长培养基悬浮,而不附着于培养容器上成长。
(3)半贴壁细胞:部分细胞松散地粘附于培养容器上,而另一些可能仍然悬浮在培养基中。
此外,细胞还可以根据其生长特性分为有限增殖和无限增殖:
有限增殖:这些细胞仅能增殖至一定数量,通常为直接分离自组织的原代细胞或在经过有限传代后停止生长的细胞系。
无限增殖:这些细胞具有无限的分裂能力,通常通过转化获得,表现出类似癌症的特征,如失去接触抑制和无限增长。
本文将重点介绍常见的细胞类型:贴壁细胞和悬浮细胞。所有培养细胞的操作应遵循无菌技术及适当的控制措施。
第一阶段:冷冻保存
在持续培养的细胞中,遗传不稳定性可能逐渐累积。因此,收到细胞系后应立即进行冷冻保存,以确保细胞库的遗传特性尽可能接近源材料,并降低污染风险。冻结时应使用冷冻保护剂(如DMSO),以每分钟1°C的速率进行冷冻,以防止细胞内形成冰晶影响活力。
实验步骤
1. 使用显微镜观察细胞,确保细胞外观正常并无微生物污染,同时确认细胞处于对数增长阶段,细胞密度不超过指导范围,活力通常应大于90%。
2. 按照标准传代培养方法收集并计数细胞。悬浮细胞的冻存密度应为2-5×106个细胞/mL,贴壁细胞应为1-2×106个细胞/mL。
3. 选择合适的冷冻保护剂,并根据细胞数量配置相应的冷冻液。如使用DMSO,建议提前配置以避免热量释放。
4. 将细胞悬液以200×g离心5分钟,去除上清液后,将细胞沉淀重悬于PBS中。
5. 再次以200×g离心5分钟并去除上清液。
6. 用配置好的冷冻液重悬细胞沉淀,充分混匀后,转移到适当的冻存管中,并标记相关信息。
7. 将冻存管放入冻存盒中,置于-80°C冷藏一夜,以控制温度下降。
8. 最后,转移至液氮罐进行长期储存。
第二阶段:细胞复苏
使用时应尽快解冻细胞,以减少对细胞活力的负面影响,建议通过离心去除培养基中的冷冻保存剂。
实验步骤
1. 从液氮中取出冷冻管,置于37°C水浴中轻轻晃动以加速解冻,并监测解冻进程。
2. 将解冻的细胞转移至装有预热培养基的离心管中,200-250×g离心5分钟。
3. 去除上清液后,重新用适量预热的培养基重悬细胞沉淀,并将其接种于相应培养容器中。
4. 根据细胞类型需求,添加所需的生长因子等成分。
第三阶段:观察
定期用显微镜和肉眼观察细胞,检测是否有微生物污染迹象,同时确认细胞的健康状态。定期检测微生物污染非常重要。
实验步骤
1. 通过肉眼观察细胞培养状态,确保无污染。对于贴壁细胞,培养基应清澈。如浑浊,可能存在污染或细胞死亡的风险。悬浮细胞的培养基应根据悬浮程度监测。如果浑浊度过高,需进行传代培养。
2. 在光学显微镜下观察细胞生长情况,包括细胞粘附状态、形态、融合度以及细胞密度等,以确定是否需进行传代培养。
第四阶段:细胞维持和传代培养
健康生长的细胞可进行传代培养。如果尚未达到需仿的融合度,需更换培养基并继续培养。若发现污染,应立即处理并丢弃细胞。
更换培养基
定期更换培养基以防止毒性代谢物的积累,并确保必要的生长因子供应。
实验步骤
1. 对于悬浮细胞,将培养物离心并去除培养基;对于贴壁细胞,轻微倾斜容器吸除培养基,注意不吸干。
2. 重新添加新鲜生长培养基,并混匀后转移至新容器中。
3. 及时将培养容器放入培养箱中,以持续监测细胞生长情况和污染迹象。
传代培养
当细胞生长至所需的融合度时,进行传代培养,即将细胞转移至新的容器并添加新鲜培养基。
实验步骤
1. 对于悬浮细胞,离心并重悬于PBS,再转移至新鲜生长培养基中;对于贴壁细胞,清洗培养物并使用消化酶分离后重悬于新鲜生长培养基。
2. 根据需要选择适当的传代稀释比例,将细胞接种到新容器中,并标注关键信息。
3. 继续监测细胞的生长和污染情况。
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