细胞污染是细胞培养过程中常见的问题,它会影响实验结果的准确性和可靠性。以下是细胞污染的主要原因和相应的处理方法:
一、细胞污染的原因
1. 操作环境不洁净
-空气因素:细胞培养室的空气质量差是导致污染的常见因素之一。如果没有安装高效空气过滤器(HEPA),外界空气中的微生物(如细菌、真菌孢子)就容易进入培养环境。此外,人员频繁进出培养室、通风系统不完善等也会增加空气中微生物的含量。
- 台面和仪器设备:细胞培养操作通常在超净工作台中进行,但如果超净工作台的滤网长时间未更换、紫外灯杀菌不che底或者操作台面在使用前未进行充分清洁和消毒,表面残留的微生物就会污染细胞。另外,培养箱、离心机等仪器设备内部如果没有定期清洁和消毒,也会成为污染源。
2. 实验用品污染
- 培养基和试剂:培养基的原材料、配制过程或者储存条件不当都可能导致污染。例如,使用了过期的试剂、培养基在配制后没有及时灭菌或者灭菌不che底,就会引入细菌、真菌等微生物。此外,血清是细胞培养中常用的添加成分,血清来源的动物如果本身携带病原体,也会污染培养基。
- 耗材:培养瓶、移液管、离心管等耗材在生产过程中如果没有经过严格的质量控制,可能会带有微生物。或者在使用前,这些耗材没有进行适当的消毒处理,如高温灭菌、环氧乙烷灭菌等,也会造成污染。 3. 细胞来源污染
- 从其他实验室获取的细胞株如果没有经过严格的质量检测,可能本身就携带微生物或者病毒。另外,在原代细胞分离过程中,如果取材的组织或器官没有进行che底的消毒处理,也会将外界的污染物引入细胞培养体系。
4. 操作人员操作不当
- 无菌操作意识不足:操作人员没有严格遵守无菌操作规范是导致细胞污染的重要人为因素。例如,在打开培养瓶、移液等操作过程中,没有在酒精灯火焰附近进行,使微生物有机会进入培养体系;或者操作时双手没有进行充分消毒,将手上的细菌或真菌带入细胞培养环境。
- 交叉污染:在同时处理多种细胞株时,如果没有更换移液器枪头、没有对使用的工具(如镊子、剪刀)进行充分消毒,可能会导致细胞株之间的交叉污染,使一种细胞株中的微生物传播到另一种细胞株中。
二、细胞污染的处理方法
1. 细菌污染处理
- 观察和判断:细菌污染通常比较容易观察到,在显微镜下可以看到细胞培养液变浑浊,有大量的细菌在游动。污染的细胞形态可能会发生改变,如细胞肿胀、破裂等。
- 处理措施:一旦发现细菌污染,最hao的做法是立即丢弃受污染的细胞和培养基,以防止细菌传播到其他培养细胞。如果细胞非常珍贵,可以尝试使用抗生素进行处理,但成功率较低。首先要确定污染的细菌种类,通过革兰氏染色等方法初步判断是革兰氏阳性菌还是革兰氏阴性菌,然后选择针对性的抗生素。例如,对于革兰氏阳性菌,可以使用青霉素、链霉素等;对于革兰氏阴性菌,可以使用庆大霉素、卡那霉素等。将抗生素加入到新鲜的培养基中,按照合适的浓度(一般根据抗生素的说明书和经验确定)和细胞一起培养,观察细胞状态是否有所改善。
2. 真菌污染处理
- 观察和判断:真菌污染在显微镜下可以看到丝状的菌丝或者圆形的酵母菌。受污染的培养瓶内表面可能会出现白色、黑色或绿色的菌斑,培养基也可能会变色。
- 处理措施:和细菌污染类似,一般建议直接丢弃受污染的细胞和培养基。如果要尝试挽救,可使用抗真菌药物,如两性霉素B、氟康唑等。将药物加入到新鲜培养基中,不过真菌污染比细菌污染更难处理,挽救成功的概率较低。
3. 支原体污染处理
- 观察和判断:支原体污染比较难以察觉,因为支原体体积很小,在普通显微镜下不容易观察到。但是支原体污染会影响细胞的生长、代谢和基因表达等。可以通过专门的支原体检测试剂盒(如PCR检测试剂盒、荧光染色检测试剂盒等)来确定是否存在支原体污染。
- 处理措施:如果检测到支原体污染,有几种处理方法。一种是使用抗生素,如环丙沙星、强力霉素等,将其加入培养基中处理一段时间。另一种是采用物理方法,如将细胞在无抗生素的培养基中培养数代,然后反复冻融细胞,使支原体失去活性。还可以使用专门的支原体清除试剂来处理细胞。
4. 交叉污染处理
- 观察和判断:如果细胞形态、生长特性等突然发生改变,或者在进行基因表达分析等实验时发现细胞的基因特征与预期不符,就可能存在交叉污染。
- 处理措施:如果怀疑有交叉污染,首先要停止细胞的使用,然后通过细胞鉴定技术(如短串联重复序列(STR)分析、染色体核型分析等)来确定细胞的真实身份。如果确实发生了交叉污染,最好重新获取正确的细胞株进行培养。