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细胞冷冻保存、收货处理与细胞培养知识概要

一、细胞冷冻保存


1. 注意事项:
1.1. 欲冷冻保存之细胞应在生长良好(log phase) 且存活率高之状态,约为80 – 90 %
致密度。
1.2. 冷冻前检测细胞是否仍保有其特有性质,例如hybridoma 应在冷冻保存前一至二
日测试是否有抗体之产生。
1.3. 注意冷冻保护剂之品质。DMSO 应为试剂级等级,无菌且无色(以0.22 micron
FGLP Telflon 过滤或是直接购买无菌产品,如Sigma D-2650),以5~10 ml 小体积
分装,4 oC 避光保存,勿作多次解冻。Glycerol 亦应为试剂级等级,以高压蒸汽
灭菌后避光保存。在开启后一年内使用,因长期储存后对细胞会有毒性。
1.4. 冷冻保存之细胞浓度:
1.4.1. normal human fibroblast: 1~3 x 106 cells/ml
1.4.2. hybridoma: 1~3 x 106 cells/ml,细胞浓度不要太高,某些hybridoma 会因冷冻
浓度太高而在解冻24 小时后死去。
1.4.3. adherent tumor lines: 5~7 x 106,依细胞种类而异。Adenocarcinoma 解冻后须
较高之浓度,而HeLa 只需1-3 x 106 cells/ml。
1.4.4. other suspensions: 5~10 x 106 cells/ml, human lymphocyte 须至少5 x 106
cells/ml。
1.5. 冷冻保护剂浓度为5 或10 % DMSO,若是不确定细胞之冷冻条件,在做冷冻保
存之同时,亦应作一个backup culture,以防止冷冻失败。
1.6. 冷冻方法:
1.6.1. 传统方法: 4 oC 10 分钟---> -20 oC 30 分钟---> -80 oC 16 - 18 小时(或隔夜)
---> 液氮槽vapor phase 长期储存。
1.6.2. 程序降温:利用等速降温机以–1 ~ -3 oC/分钟之速度由室温降至–120 oC,
放在液氮槽vapor phase 长期储存。适用于悬浮型细胞与hybridoma 之保存。
2. 材料:
2.1. 生长良好之培养细胞
2.2. 新鲜培养基
2.3. DMSO (Sigma D-2650)
2.4. 无菌塑料冷冻保存管(Nalgene 5000-0020)
2.5. 0.4 % w/v trypan blue (GibcoBRL 15250-061)
2.6. 血球计数盘与盖玻片
2.7. 等速降温机(KRYO 10 Series II)
3. 步骤:
3.1. 冷冻前一日前更换半量或全量培养基,观察细胞生长情形。
3.2. 配制冷冻保存溶液(使用前配制):将DMSO 加入新鲜培养基中,最后浓度为5-10
%,混合均匀,置于室温下待用。
3.3. 依细胞继代培养之操作,收集培养之细胞,取少量细胞悬浮液(约0.1 ml) 计数细
胞浓度及冻前存活率。
3.4. 离心,去除上清液,加入适量冷冻保存溶液,使细胞浓度为1-5 x 106 cells/ml,混
合均匀,分装于已标示完全之冷冻保存管中,1 ml/vial,并取少量细胞悬浮液作污
染检测。
3.5. 冷冻保存方法1: 冷冻管置于4 oC 10 分钟→ -20 oC 30 分钟→ -80 oC 16~18 小
时(或隔夜) → 液氮槽vapor phase 长期储存。
3.6. 冷冻保存方法2: 冷冻管置于已设定程序之等速降温机中,再放入液氮槽中。程序
为: program 7: HB CELL


二、收到细胞的处理方式


细胞活化︰
1. 收到细胞株包裹时, 请检查细胞株冷冻管是否有解冻情形, 若有请立即通知。细胞
株请尽速开始培养, 或立即冷冻保存(置于–70 °C, 隔夜后, 移到liq N2)。
2. 冷冻细胞解冻程序:
2.1. 依据细胞株数据单指定之基础培养基种类、血清种类和其它指定之成份和比
例, 制备培养基。绝大多数之细胞均无法立即适应不同之基础培养基或不同之
血清种类, 若因实验需要, 必须有所不同时, 务必以缓慢比例渐次改变培养
基组成, 确定细胞适应后, 方进行所需之实验。
2.2. FBS (fetal bovine serum, 胚牛血清), CS (calf serum, 小牛血清)和HS (horse
serum, 马血清),对细胞而言差异极大,请务必依据细胞株资料单指定之血清种
类培养之。
2.3. 将培养基置于37 °C 水槽中回温, 回温后喷以70 % 酒精并擦拭之, 移入无
菌操作台内。取出冷冻管, 立即放入37 °C 水槽中快速解冻, 水面高度不可
接近或高过冷冻管之盖沿, 否则易发生污染。轻摇冷冻管使其在1 分钟内全
部融化后, 以70 % ethanol 擦拭冷冻管外部, 移入无菌操作台内。
2.4. 依据细胞种类和浓度,于无菌操作台内取10 ml 培养基加至T25 或T75 flask
中。取出已解冻之细胞悬浮液,缓缓加入T25 或T75 flask 内之培养基, 混
合均匀,放入37 °C,5 % CO2 培养箱培养。
2.5. 对绝大多数细胞而言,1 % 以下之冷冻保护剂DMSO,不会对细胞之贴附或活
化有不良影响,不需立刻由解冻细胞中去除, 待第二天确定细胞生长或贴附良
好后再去除即可。惟对极少数因对DMSO 敏感或会造成细胞分化之细胞,需
立即去除DMSO 者, 则可将解冻后之细胞悬浮液放入5 - 10 ml 培养基中,
离心300 xg (约1000 rpm),5 分钟,小心移去上清液,加入适量新鲜培养基,
将细胞均匀混合后, 转移至培养瓶中, 再放入37 °C, 5 % CO2 培养箱培养。
收到T25 flask 细胞时, 处理方式为︰
1. 于寄送过程中,为避免起泡造成细胞脱落死亡,T25 flask 均加满培养基。请检查
flask 外观,并于显微镜下观察细胞生长状况和有无污染现象,若有任何问题, 不
要打开盖子,请立即通知细胞实验室。
2. 将原封之T25 flask 静置于37 °C, 5 % CO2 培养箱中,使细胞回温至37 °C, 并
让运送过程中少数脱落的细胞可再附着生长。隔天后,于无菌操作箱内取出flask
内之培养基,(取出之培养基可以再使用),仅留约5-10ml 培养基于flask 内,依
一般培养方式再将细胞置入培养箱中,或细胞已长满盘, 则将细胞做传代培养。
三、细胞培养FAQ
1 冷冻管应如何解冻?
取出冷冻管后, 须立即放入37 °C 水槽中快速解冻, 轻摇冷冻管使其在1 分钟内全部融化, 并注意水面不可超过冷冻管盖沿, 否则易发生污染情形。另冷冻管由液氮桶中取出解冻时, 必须注意安全, 预防冷冻管之爆裂。
2 细胞冷冻管解冻培养时, 是否应马上去除DMSO?
除少数特别注明对DMSO 敏感之细胞外, 绝大部分细胞株(包括悬浮性细胞), 在解冻之后, 应直接放入含有10-15ml新鲜培养基之培养角瓶中, 待隔天再置换新鲜培养基以去除DMSO 即可, 如此可避免大部分解冻后细胞无法生长或贴附之问题。
3 可否使用与原先培养条件不同之培养基?
不能。每一细胞株均有其特定使用且已适应之细胞培养基, 若骤然使用和原先提供之培养条件不同之培养基, 细胞大都无法立即适应, 造成细胞无法存活。
4 可否使用与原先培养条件不同之血清种类?
不能。血清是细胞培养上一个极为重要的营养来源, 所以血清的种类和品质对于细胞的生长会产生极大的影响。来自不同物种的血清, 在一些物质或分子的量或内容物上都有所不同,血清使用错误常会造成细胞无法存活。
5 何谓FBS, FCS, CS, HS ?
FBS (fetal bovine serum) 和FCS (fetal calf serum) 是相同的意思, 两者都是指胎牛血清, FCS 乃错误的使用字眼, 请不要再使用。CS (calf serum) 则是指小牛血清。HS (horseserum) 则是指马血清。
6 培养细胞时应使用5 % 或10% CO2?或根本没有影响?
一般培养基中大都使用HCO3-/CO32-/H+ 作为pH 的缓冲系统, 而培养基中NaHCO3 的含量将决定细胞培养时应使用的CO2 浓度。当培养基中NaHCO3 含量为每公升3.7 g 时,细胞培养时应使用10 % CO2;当培养基中NaHCO3 为每公升1.5 g 时, 则应使用5 % CO2 培养细胞。
7 何时须更换培养基?
视细胞生长密度而定, 或遵照细胞株基本数据上之更换时间,按时更换培养基即可。
8 培养基中是否须添加抗生素? 除于特殊筛选系统中外, 一般正常培养状态下, 培养基中不应添加任何抗生素。
9 附着性细胞继代时所使用之trypsin-EDTA 浓度?应如何处理?
一般使用之trypsin-EDTA 浓度为0.05% trypsin-0.53mMEDTA.4 Na。第一次开瓶后应立即少量分装于无菌试管中, 保存于–20 °C,避免反复冷冻解冻造成trypsin 之活性降低, 并可减少污染之机会。
10 悬浮性细胞应如何继代处理?
一般仅需持续加入新鲜培养基于原培养角瓶中, 稀释细胞浓度即可, 若培养液太多时, 可将培养角瓶口端稍微抬高, 直到无法容纳为止。分瓶时取出一部份含细胞之培养液至另一新的培养角瓶, 加入新鲜培养基稀释至适当浓度, 重复前述步骤即可。
11 欲将一般动物细胞离心下来,其离心速率应为多少转速?
欲回收动物细胞, 其离心速率一般为300xg (约1,000rpm),5 - 10 分钟, 过高之转速, 将造成细胞死亡。
12 细胞之接种密度为何? 依照细胞株基本数据上之接种密度或稀释分盘之比例接种即可。细胞数太少或稀释的太多亦是造成细胞无法生长之一重要原因。
13 细胞冷冻培养基之成份为何?
动物细胞冷冻保存时最常使用的冷冻培养基是含5 - 10 %DMSO (dimethyl sulfoxide) 和90 - 95 % 原来细胞生长用之新鲜培养基均匀混合之。注意:由于DMSO 稀释时会放出大量热能, 故不可将DMSO 直接加入细胞液中, 必须使用前先行配制完成。
14 DMSO 之等级和无菌过滤之方式为何?
冷冻保存使用之DMSO 等级, 必须为Tissue culture grade之DMSO (如Sigma D2650), 其本身即为无菌状况, 第一次开瓶后应立即少量分装于无菌试管中, 保存于4°C, 避免反复冷冻解冻造成DMSO 之裂解而释出有害物质, 并可减少污染之机会。若要过滤DMSO, 则须使用耐DMSO 之Nylon 材质滤膜。
15 冷冻保存细胞之方法?
冷冻保存方法一: 冷冻管置于4 °C 30~60 分钟→ (-20 °C30 分钟*) → -80 °C 16~18 小时(或隔夜) → 液氮槽vaporphase 长期储存。
冷冻保存方法二: 冷冻管置于已设定程序之可程序降温机中每分钟降1-3 °C 至–80 °C 以下, 再放入液氮槽vapor phase长期储存。*-20 °C 不可超过1 小时, 以防止冰晶过大,造成细胞大量死亡,亦可跳过此步骤直接放入-80°C 冰箱中,惟存活率稍微
降低一些。
16 细胞欲冷冻保存时, 细胞冷冻管内应有多少细胞浓度?
冷冻管内细胞数目一般为1x106 cells/ml vial, 融合瘤细胞则以5x106 cells/ml vial 为宜。
17 应如何避免细胞污染? 细胞污染的种类可分成细菌、酵母菌、霉菌、病毒和霉浆菌。主要的污染原因为无菌操作技术不当、操作室环境不佳、污染之血清和污染之细胞等。严格之无菌操作技术、清洁的环境、与品质良好之细胞来源和培养基配制是减低污染之最好方法。
18 如果细胞发生微生物污染时,应如何处理?
直接灭菌后丢弃之。
19 支原体(mycoplasma) 污染的细胞, 是否能以肉眼观察出异状?
不能。除极有经验之专家外,大多数遭受支原体污染的细胞株,
无法以其外观分辨之。
20 支原体污染会对细胞培养有何影响?
支原体污染几乎可影响所有细胞之生长参数, 代谢及研究之任一数据。故进行实验前,必须确认细胞为mycoplasma-free,实验结果之数据方有意义。
21 侦测出细胞株有支原体污染时, 该如何处理?
直接灭菌后丢弃,以避免污染其它细胞株。
22 CO2 培养箱之水盘如何保持清洁?
定期(至少每两周一次) 以无菌蒸馏水或无菌去离子水更换之。
23 为何培养基保存于4 °C 冰箱中, 颜色会偏暗红色, 且pH值会越来越偏碱性?
培养基保存于4 °C 冰箱中, 培养基内之CO2 会逐渐溢出,造成培养基越来越偏碱性。而培养基中之酸碱指示剂(通常为phenol red) 的颜色也会随碱性增加而更偏暗红。培养基偏碱之结果, 将造成细胞生长停滞或死亡。若培养基偏碱时, 可以通入无菌过滤之CO2, 以调整pH 值。
24 各种细胞培养用的dish,flask是否均相同?
不同厂牌的dish 或flask, 其所coating 的polymer 不同, 制造程序亦不同, 虽对大部分细胞没有太大之影响, 惟少数细胞则可能因使用厂牌不同之dish 或flask 而有显著之生长差异。
25 购买之细胞冷冻管经解冻后,为何会发生细胞数目太少之情形?
研究人员在冷冻细胞之培养时出现细胞数目太少, 大都是因为离心过程操作上的失误, 造成细胞的物理性损伤, 以及细胞流失。建议细胞解冻后不要立刻离心, 应待细胞生长隔夜后再更换培养基即可。
26 购买之细胞死亡或细胞存活率不佳可能原因?
研究人员在细胞培养时出现存活率不佳, 常见原因可归纳为:培养基使用错误或培养基品质不佳。血清使用错误或血清的品质不佳。解冻过程错误。冷冻细胞解冻后, 加以洗涤细胞和离心。悬浮细胞误认为死细胞。培养温度使用错误。细胞置于–80 °C 太久。
27 收到之冷冻管瓶身破裂,瓶盖有裂纹,或瓶盖脱落之原因?

冷冻管瓶盖裂纹,或瓶身破裂,可能是因为操作者夹取冷冻管时用力不当,造成冷冻管裂损,建议使用止血钳小心夹取。另冷冻管瓶盖松动或松脱,乃因热胀冷缩之物理现象,冷冻管有可能因此而造成细胞污染,故冷冻管于放入和取出液氮桶时,均应立刻将冷冻管再一次扭紧。

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