细胞培养无菌操作基本技术
无菌操作技术分为三个部分:工作环境及表面的处理,细胞培养所用玻璃及塑料制品的处理及培养液与培养细胞的处理。
工作环境的处理
使用层流超净工作台是最经济有效的手段。超净工作台正常工作时,向下的气流可阻挡外界空气污染物进入超净台。
(1)实验前,无菌室及无菌操作台用紫外灯照射30-60 分钟灭菌,用70% 酒精擦拭无菌操作台面,并开启无菌操作台风机运转10 分钟后,才可开始实验操作。每次操作只处理一株细胞,以免造成细胞交叉污染。实验结束后,将实验物品带出工作台。如需要继续进行下一个实验,则用70% 酒精擦拭无菌操作台面,再让无菌操作台风机运转10 分钟后,才可进行下一个实验操作。
(2)无菌操作工作区域应保持清洁与宽敞,必要物品,如试管架、移液器或吸管头等可以暂时放置,其它实验用品用完后应及时移出,以利气体流通。实验用品要用70%酒精擦拭后才能带入无菌操作台内。实验操作应在操作台中央无菌区域内进行,勿在边缘非无菌区域操作。
(3)小心取出无菌实验用品,避免造成污染。切勿碰触吸管与吸头头部或容器瓶口,不要在打开的容器正上方操作实验。容器打开后,用手夾住瓶盖并握住瓶身,倾斜约45°角取用,尽量勿将瓶盖盖口朝上放在台面上。
(4)工作人员应注意自身的安全,必须穿戴实验衣与手套后才进行实验。对于来自人源性或病毒感染的细胞株应特别小心,并选择适当等级的无菌操作台(至少两级)。操作过程中,应避免引起气溶胶的产生,小心有毒性试剂,例如DMSO 及TPA 等,并避免尖锐物品伤人等。
(5)定期检查下列项目:CO2钢瓶内的CO2压力;CO2培养箱内的CO2浓度、温度、及水盘是否有污染;无菌操作台内气流压力是否正常,定期更换紫外灯管及HEPA 过滤器滤膜,预滤网﹙300 小时/预滤网,3000 小时/HEPA)。
培养细胞生长过程:潜伏期→指数增生期→停滞期
潜伏期(latent phase)
细胞接种后,先经过一个在培养液中呈悬浮状态的悬浮期.此时,细胞质回缩, 胞体呈圆球形.然后细胞贴附于载体表面,称贴壁,悬浮期结束. 细胞贴壁速度与细胞种类, 培养基成分,载体的理化性质等密切相关。一般情况下,原代培养细胞贴壁速度慢,可达10-24 小时或更多, 而传代细胞系贴壁速度快, 通常10-30 分钟即可贴壁。细胞贴壁后还需经过一个潜伏阶段,才进入生长和增殖期.原代培养细胞潜伏期长,约24-96 小时或更长, 连续细胞系和肿瘤细胞潜伏期短,仅需6-24 小时。
(2) 指数增生期(logarithmic growth phase)
这是细胞增殖最旺盛的阶段,分裂相细胞增多。指数增生期细胞分裂相数量可作为判定细胞生长是否旺盛的一个重要标志。通常以细胞分裂相指数(Mitotic index, MI)表示,即细胞群中每1000 个细胞中的分裂相数。一般细胞的分裂指数介于0.1%-0.5%,原代细胞分裂指数较低,而连续细胞和肿瘤细胞分裂相指数可高达3%-5%。指数增生期的细胞活力最好时期,是进行各种实验最佳时期,也是冻存细胞的最好时机。在接种细胞数量适宜情况下,指数增生期持续3-5 天后,随着细胞数量不断增多、生长空间减少,最后细胞相互接触汇合成片。正常细胞相互接触后能抑制细胞运动,这种现象称接触抑制现象(contact inhibition)。而恶性肿瘤细胞无接触抑制现象,能继续移动和增殖,导致细胞向三维空间扩展,使细胞发生堆积(piled up)。细胞接触汇合成片后,虽然发生接触抑制,但只要营养充分,细胞仍能进行增殖分裂,因此细胞数仍然在增多。但是,当细胞密度进一步增大,培养液中营养成分减少,代谢产物增多时,细胞因营养枯竭和代
谢产物的影响,导致细胞分裂停止,这种现象称密度抑制现象(Density Inhibition)。
(3)停滞期(Stagnate phase)
细胞数量达到饱和密度后,如不及时进行传代,细胞就会停止增殖,进入停止期。此时细胞数持平,故也称平台期(Plateau phase)。停滞期细胞虽不增殖,但仍有代谢活动。如不进行分离传代,细胞会因培养液中营养耗尽、代谢产物积聚、pH 下降等因素中毒,出现形态改变,贴壁细胞会脱落,严重的会发生死亡,因此,应及时传代。