一、常见问题及解决方案
1. 细胞污染
问题描述:
细胞污染是细胞培养中最常见的问题,包括细菌、真菌、支原体和交叉污染(不同细胞系之间的污染)。
解决方案:
细菌/真菌污染:
预防:在无菌条件下操作,使用抗生素(如青霉素-链霉素)但避免长期依赖。
处理:一旦发现污染,立即丢弃受污染细胞,彻底清洁培养箱、超净台和所有相关器材。
支原体污染:
检测:定期使用PCR或荧光染色法检测支原体。
处理:使用支原体清除剂(如Mycoplasma Removal Agent)或抗生素(如氟喹诺酮类),但需注意抗生素可能对细胞产生毒性。
交叉污染:
预防:严格区分不同细胞系的培养器材,使用独立的培养箱或分隔区域。
处理:通过STR(短串联重复序列)分析确认细胞系身份,必要时重新获取细胞。
2. 细胞生长缓慢或停滞
问题描述:
细胞增殖速率低于预期,甚至停止生长。
解决方案:
检查培养基:确保培养基新鲜且成分完整(如氨基酸、维生素、生长因子)。
调整血清浓度:血清质量差异显著,尝试更换批次或品牌。
优化培养条件:
温度:确保培养箱温度稳定在37°C(±0.5°C)。
CO₂浓度:维持5% CO₂,避免波动。
pH值:使用含碳酸氢盐缓冲系统的培养基,定期检测pH。
传代密度:避免过度稀疏或密集传代,通常按1:2至1:5的比例传代。
3. 细胞形态异常
问题描述:
细胞出现空泡、颗粒、凋亡或形态不规则。
解决方案:
检查消化过程:胰酶消化时间过长或温度过高会损伤细胞,需优化消化条件。
检测毒性:更换培养基、血清或添加物,排除化学物质毒性。
评估营养缺乏:补充谷氨酰胺、非必需氨基酸等营养成分。
检查支原体污染:支原体感染会导致细胞形态异常。
4. 细胞凋亡或死亡
问题描述:
细胞出现漂浮、碎裂或台盼蓝染色阳性。
解决方案:
优化培养条件:确保培养基pH、温度和渗透压适宜。
减少机械损伤:轻柔操作,避免吹打过度。
检测毒性物质:更换培养基、血清或抗生素,排除毒性影响。
评估细胞密度:避免过度拥挤导致营养耗尽。
二、关键注意事项
1. 无菌操作
超净台使用:操作前紫外照射30分钟,操作时关闭紫外灯,避免直接照射细胞。
器材灭菌:所有器材需高压灭菌或75%乙醇消毒,移液器吸头需无菌包装。
个人防护:佩戴手套、口罩和实验服,避免说话或咳嗽污染培养物。
2. 培养基与试剂管理
培养基储存:4°C避光保存,开封后尽快使用,避免反复冻融。
血清处理:分装后-20°C保存,避免反复冻融,使用前56°C灭活30分钟(如需)。
胰酶消化:控制消化时间(通常1-3分钟),避免过度消化。
3. 细胞传代与冻存
传代密度:根据细胞类型调整传代密度,避免过度稀疏或密集。
冻存流程:
使用含10% DMSO的冻存液,逐步降温(4°C 30分钟 → -20°C 1小时 → -80°C过夜 → 液氮长期保存)。
冻存细胞需快速复苏,避免冰晶形成。
4. 细胞计数与活力检测
台盼蓝染色:活细胞拒染,死细胞被染成蓝色,计算活细胞比例。
细胞计数板:确保计数区域无气泡,准确计数四个大方格内的细胞数。
三、高级问题与解决方案
1. 细胞分化异常
问题描述:
干细胞或祖细胞分化方向偏离预期。
解决方案:
优化诱导条件:调整生长因子、细胞因子或小分子化合物的浓度和组合。
检测信号通路:通过Western Blot或qPCR检测关键信号通路活性。
2. 细胞克隆形成率低
问题描述:
单细胞克隆形成能力弱。
解决方案:
优化接种密度:确保单细胞分散均匀,避免细胞聚集。
添加条件培养基:使用含特定生长因子或基质的培养基促进克隆形成。
3. 细胞转染效率低
问题描述:
外源基因或siRNA转染效果不佳。
解决方案:
选择合适转染试剂:根据细胞类型选择脂质体、电穿孔或病毒载体。
优化转染条件:调整DNA/RNA浓度、转染试剂用量和转染时间。
四、总结与建议
1.严格无菌操作:无菌是细胞培养的基础,任何污染都可能导致实验失败。
2.定期检测与记录:建立细胞培养日志,记录传代时间、细胞状态和培养基更换情况。
3.优化培养条件:根据细胞类型调整培养基成分、温度和CO₂浓度。
4.快速响应问题:一旦发现细胞异常,立即采取措施(如更换培养基、检测污染)。