細胞培養(cell culture)是現代生命科學研究中最基礎也是最關鍵的實驗技術之一。無論你是研究腫瘤、生物藥物、病毒感染,還是干細胞與組織工程,細胞培養都是繞不開的一步。今天這篇文章,我們就來一起聊聊細胞培養的基礎知識、操作流程和注意事項,幫助剛入門的你打好實驗基礎。
圖片來源于知乎“Nothing”
一、什么是細胞培養?
細胞培養指的是在體外模擬體內環境,將細胞在特定條件下維持、繁殖和觀察的過程。簡單來說,就是將細胞“養在瓶子里”。通過控制溫度、pH、營養物質和氣體濃度等因素,我們可以在培養瓶或培養皿中讓細胞正常生長、增殖,甚至誘導其分化。
常見的細胞培養類型包括:
貼壁細胞(Adherent cells):如293T、HeLa、Vero等,需要依附在器皿表面才能生長。
懸浮細胞(Suspension cells):如Jurkat、K562等,自由漂浮在培養液中即可增殖。
二、細胞培養必備的設備與耗材
在正式操作前,先來看看細胞培養所需的“裝備”清單:
1. 主要設備
超凈工作臺(生物安全柜):提供無菌環境,防止污染。
CO?培養箱:控制溫度(37°C)和二氧化碳濃度(常見為5%)以模擬體內環境。
倒置顯微鏡:觀察細胞形態和密度。
離心機、水浴鍋、冰箱等常規實驗室設備。
2. 耗材和試劑
細胞培養基:如DMEM、RPMI-1640、MEM等,視細胞類型而定。
血清(FBS):為細胞提供生長因子。
抗生素:如青鏈霉素,用于防止細菌污染。
胰酶(Trypsin):用于貼壁細胞的消化傳代。
培養瓶、離心管、槍頭等:一律無菌包裝。
三、基礎操作流程
我們以貼壁細胞為例,介紹最基礎的操作流程,包括換液、傳代和凍存。
1. 換液
細胞在培養基中代謝,會產生廢物,因此需要定期換液以維持環境。
操作步驟:
1. 在超凈工作臺中,將培養瓶取出并觀察細胞狀態。
2. 用無菌移液器吸出舊培養液。
3. 緩慢加入新鮮預熱的培養基,輕輕搖勻。
建議換液頻率:一般2\~3天一次。
2. 細胞傳代(Subculture)
當細胞密度達到80%-90%,需要進行傳代(稀釋培養),否則會因過度密集而生長受限。
操作步驟:
1. 吸去培養液,用PBS洗滌1-2次。
2. 加入適量胰酶,37°C消化1-3分鐘。
3. 觀察細胞是否脫落(顯微鏡下呈圓形并漂浮)。
4. 加入新鮮培養基終止消化。
5. 收集細胞,輕輕打勻,根據比例(如1:3)接種到新培養瓶中。
3. 凍存與復蘇
為了長期保存細胞或建立細胞庫,需要進行細胞凍存。
凍存步驟:
1. 收集狀態良好的細胞,離心后去除培養基。
2. 用凍存液(90% FBS + 10% DMSO)重懸細胞。
3. 裝入凍存管,慢速降溫(建議使用程序降溫盒),-80°C過夜。
4. 第二天轉入液氮罐長期保存。
復蘇步驟:
1. 將凍存管從液氮中取出,立即放入37°C水浴快速融化。
2. 加入預熱培養基,離心去除DMSO。
3. 重懸后接種至培養瓶中,放入培養箱培養。
四、常見問題與解決辦法
1. 細胞不貼壁
可能是培養基不適合、瓶子不潔凈或細胞狀態差。更換合適培養基或試試包被處理。
2. 細胞死亡多
檢查是否污染、培養箱溫度/CO?是否穩定、培養液是否過期。
3. 污染問題
細菌污染:培養液變黃、渾濁,顯微鏡下可見小桿菌。
真菌污染:常見黑色絲狀物,生長迅速。
支原體污染:隱蔽性強,需PCR或熒光染色檢出。
建議:一旦發現污染,立即廢棄污染樣本并徹底清潔操作環境。
五、小貼士與經驗分享
操作規范是第一位,勤洗手、正確穿戴實驗服,操作中盡量減少氣流與開口時間。
所有器材和試劑使用前都要預熱至37°C,避免溫度刺激細胞。
初期可多拍照留存細胞形態圖,方便后續對比。
每次操作結束要及時清潔和紫外消毒超凈臺。
六、結語
細胞培養看似簡單,實則處處藏著“學問”。想要培養出健康的細胞,除了掌握基本技術,更要有嚴謹的實驗態度與細致的操作習慣。細胞就像實驗室里的“寵物”,你用心呵護,它們才能健康成長,為科研提供可靠數據。
希望這篇基礎教程能為正在入門的你提供一些幫助。如果你喜歡這類實驗教學內容,歡迎關注我們,未來還會帶來更多關于細胞實驗、分子生物學、免疫檢測等干貨內容!