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如何防止细胞培养污染(细胞培养过程中如何防止污染)

2022-03-04 10:43:49
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  计算污染细胞培养物的方式是一个很大的数字。通常,科学家甚至不知道文化是如何被污染的。媒体可能会变得浑浊,细胞死亡,是时候重新开始了。罪魁祸首通常是细菌、真菌、霉菌、支原体、外来病毒或酵母菌。通过更多地了解最可能的污染源,科学家可以限制这些耗时且具有潜在破坏性的问题。

  Cook MyoSite 科学事务副总裁 Ron Jankowski 说:“由于培养基中明显的浊度和极端 pH 值变化,常见的活污染通常很容易在发生后几天内检测到。”

  更具体地说,在显微镜下观察受污染的培养物通常可以确定原因。“酵母是单细胞生物,直径通常为 3 到 4 微米,”康宁生命科学的科学支持专家 Sherwin (Xiaoyu) Zhu 说。“在显微镜下,酵母菌污染通常看起来像小椭圆形——有时椭圆形上有一个芽。” 另一方面,真菌或霉菌可以产生在显微镜下也可以看到的多细胞细丝。

  有些污染物是看不见的。支原体就是这种情况,它是最小的细菌——直径只有十分之几微米。“支原体的生长要求很挑剔,”朱说。“它们的小尺寸和缺乏细胞壁使支原体在细胞培养中生长到非常高的密度,通常没有任何明显的污染迹象——没有混浊、pH 变化,甚至没有细胞病变效应。”

  检测支原体需要进行测试,例如基于 PCR 的方法或特定的 DNA 染色。“不幸的是,许多实验室不会对其培养物进行任何类型的测试以检测任何形式的污染,除非或直到有明显的理由这样做,”Jankowski 解释说。“因此,各种形式的污染往往存在不同程度,却被忽视。”

  尽管科学家可能不会注意到所有的污染,但培养物可能会。污染物可能会改变培养物中细胞的生理、新陈代谢或生长。

  寻找源头

  防止污染从源头开始。不幸的是,来源几乎可以是任何东西:实验室中的人甚至空气、不干净的培养箱或生物安全柜、未经消毒的水或试剂,不胜枚举。

  尽管通常考虑污染的生物来源——从细菌到酵母以及介于两者之间和之外的生物——化学物质也会对培养物构成危险。根据 ATCC 制造科学和技术 (MSAT) 细胞生物学的科学家和小组负责人 Nancy Palechor-Ceron 的说法,化学污染可能是“由于不慎使用受损的组织培养试剂或含有无生命物质或颗粒(如洗涤剂残留物)的塑料制品造成的、有机化合物、塑料和未净化的水。”

  考虑到可能污染文化的广泛潜在问题,有时甚至不会留下任何明显迹象,最好的计划是主动避免麻烦。

  预防问题

  第一步是保持实验室清洁——保持一切清洁。“生物安全柜、冰箱、水浴、离心机、培养箱和其他实验室设备可能成为有害微生物的储存库,”Palechor-Ceron 说。“应该使用适当的试剂和经过验证的清洁方法定期对它们进行消毒/去污。”

  科学家们还可以对培养物进行处理以减少污染的可能性。“抗生素是防止细菌和酵母菌污染的常用方法,”朱说。例如,环丙沙星对多种细菌有效,包括支原体。因此,这些抗生素“可用于预防或治疗支原体或细菌感染,”朱说。

  尽管抗生素方法听起来不错,但这只是一个短期解决方案。在培养物中长期使用抗生素会导致各种问题。一方面,抗生素最终会影响细胞的生物学。“研究表明,抗生素可能会引起细胞基因表达和调控的变化,”朱指出。“因此,了解、测试和评估抗生素在特定细胞培养结果中的作用非常重要。”

  购买时的保护

  实验室如何使用设备和处理细胞培养物在保持培养物清洁方面起着至关重要的作用,但其中一些是从购买产品时开始的。例如,Palechor-Ceron 说:“可以通过从信誉良好的供应商处购买细胞培养试剂来减少化学污染,这些供应商执行所需的质量控制测试并提供支持文件,以确保试剂符合细胞中使用的基本规格文化。”

  减少与培养物相互作用的平台和过程也可以降低污染细胞的几率。“已经引入了许多专注于更封闭系统培养而不是开放式无菌操作的进展,这些进展大大减少了环境和操作人员造成的污染,”Jankowski 说。“除了预防之外,导致对各种污染物进行更快、更便宜和更可靠测试的进步也有助于总体降低污染影响细胞培养结果的风险。”

  正如这里所指出的,一长串潜在的污染源被许多破坏过程的方法所复杂化。简而言之,当实验室人员了解可能的污染物、实验室尽可能保持清洁、科学家密切关注受污染的培养物并迅速处理它们以及新产品改进而不是放大问题时,细胞培养物污染的可能性就会降低。

  在处理过许多细胞培养物的过程中——当我学习了无菌技术的关键步骤以及如何执行它们时,污染超过了我的公平份额——技术在我的污染预防列表中位居榜首。所以,当谈到成功的细胞培养时,不仅仅是你做了什么,而是你怎么做。

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