实验室培养的细胞可根据其类型大致分为以下三类:
1. 细胞类型划分
(1)贴壁细胞:这些细胞会粘附在培养容器表面(例如组织培养塑料)。
(2)悬浮细胞:此类细胞在培养基中自由悬浮,而不与任何培养容器表面附着生长。
(3)半贴壁细胞:部分细胞松散地附着于培养容器,而其他细胞则可能悬浮在生长培养基中。
2. 生长特性分类
根据细胞的增殖特性,细胞可分为有限增殖和无限增殖:
有限增殖:细胞只能在有限范围内繁殖,通常是原代细胞或经历一定代数后停止生长的细胞系。
无限增殖:这些细胞具备无限分裂的能力,通常通过转化而获得,表现出类似癌症的特征,如失去接触抑制功能。
本文将重点讨论最常见的细胞类型:贴壁细胞和悬浮细胞。在进行所有与细胞培养相关的操作时,务必采用无菌技术并应用适当的控制措施。
3. 冷冻保存
在细胞系培养的过程中,遗传不稳定性会不断累积。因此,收集到细胞系后,应该尽快进行冷冻保存。这一措施能确保细胞库中保留尽量接近期源材料的细胞,并降低污染风险。冷冻操作应使用冷冻保护剂(如DMSO),并以受控速率(理想情况下为每分钟1°C)冷冻细胞,以避免冰晶的形成而降低细胞活力。
实验步骤
- 使用显微镜观察细胞,确保无微生物污染,并确认细胞处于对数生长期,细胞密度应符合指导范围,活力应超过90%。
- 按照标准传代培养方法进行细胞收集和计数。悬浮细胞应以每毫升2-5×106个细胞的密度冻存,贴壁细胞则为每毫升1-2×106个细胞。
- 根据细胞系特性选择合适的冷冻保护剂,计算所需冷冻液的量并配置。
- 以200×g离心5分钟,去除上清液,并将细胞沉淀重悬于PBS中。
- 再次以200×g离心5分钟,去除上清液。
- 用配置好的冷冻液重悬细胞沉淀,并混匀后转移至冻存管,标记相关信息。
- 将冻存管放入冻存盒中,在-80°C保存一夜,以控制温度下降。
- 最后转移至液氮罐中进行长期储存。
4. 细胞复苏
在需要使用细胞时,应尽快进行解冻,以减少对细胞活力的不利影响。推荐通过离心去除冷冻保存剂。
实验步骤
- 从液氮中取出冷冻管,放入37°C水浴中轻轻晃动加速解冻,直到冻存管内细胞解冻至黄豆大小时取出。
- 将细胞(1ml)转移至预热培养基(4ml)的离心管中,以200-250×g离心5分钟。
- 去除上清,重悬细胞沉淀,并根据接种密度将细胞接种至相应的培养容器中。
- 根据细胞类型,添加所需的生长因子等成分。
5. 观察
应定期用显微镜和肉眼监测细胞是否有污染迹象。同时,通过显微镜检查细胞健康状态,确定是否需要传代培养。
实验步骤
- 肉眼观察细胞培养状态,排查污染。对于贴壁细胞,培养基应清澈;对于悬浮细胞,若浑浊度高,需警惕污染或细胞密度过高。
- 使用光学显微镜进一步验证细胞生长状态,确保细胞是否正常粘附或处于悬浮状态,并检查细胞形态和融合度。
- 定期监测细胞的健康和生长特征,包括细胞密度和观察是否存在细菌、真菌或支原体等污染。
6. 细胞维持和传代培养
当细胞生长健康并达到所需的汇合度时,应进行传代培养。如果细胞尚未达到理想状态,而自上次传代已过2-3天,则需更换培养基并持续培养,直至达标。
实验步骤
- 定期更换培养基,以防止毒性代谢物的积累,持续供应必要的营养成分。
- 清洗并收集细胞,采用适当的方法去除培养基与PBS,确保细胞得到充分的清洗。
- 选择合适的传代稀释比例,并将细胞接种至新的培养容器,添加新鲜培养基。
- 标注培养容器的关键信息并进行孵育,继续监控细胞的生长及污染情况。
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