細胞凍存和細胞復蘇的方法步驟以及細胞的運輸
細胞株(系)的使用,為醫(yī)學研究和測試工作帶來了極大的方便。但細胞的傳代是有限制的,長期連續(xù)傳代的細胞,不僅消耗大量的人力和物力,而且細胞的生長與形態(tài)等會有一定退變或轉化,因而細胞失去原有的遺傳特性,有時還會由于細胞污染而造成傳代中斷,種子丟失。因此,在實際工作中常需凍存一定數(shù)量的細胞,以備替換使用。細胞冷凍與復蘇是細胞培養(yǎng)室的常規(guī)工作和通用技術。
細胞的凍存
一、概述
目前,細胞凍存最常用的技術是液氮冷凍保存法,主要采用加適量保護劑的緩慢冷凍法凍存細胞。細胞在不加任何保護劑的情況下直接冷凍,細胞內外的水分會很快形成冰晶,從而引起一系列不良反應。如細胞脫水使局部電解質濃度增高,pH值改變,部分蛋白質由于上述原因而變性,引起細胞內部空間結構紊亂,溶酶體膜由此遭到損傷而釋放出溶酶體酶,使細胞內結構成分造成破壞,線粒體腫脹,功能丟失,并造成能量代謝障礙。胞膜上的類脂蛋白復合體也易破壞引起細胞膜通透性的改變,使細胞內容物丟失。如果細胞內冰晶形成較多,隨冷凍溫度的降低,冰晶體積膨脹造成細胞核DNA空間構型發(fā)生不可逆的損傷,而致細胞死亡。因此,細胞冷凍技術的關鍵是盡可能地減少細胞內水分,減少細胞內冰晶的形成。采用甘油或二甲基亞砜作保護劑,這兩種物質分子量小,溶解度大,易穿透細胞,可以使冰點下降,提高細胞膜對水的通透性,且對細胞無明顯毒性。慢速冷凍方法又可使細胞內的水分滲出細胞外,減少胞內形成冰結晶的機會,從而減少冰晶對細胞的損傷。
二、主要冷凍設備和材料
常用的細胞冷凍貯存器為液氮貯存器,規(guī)格有35L3和50L3兩種。使用時要注意以下幾點:
(1)一般兩周需充液氮一次,至少一個月充氮一次。液氮溫度達-196℃,使用時注意勿讓液氮濺到皮膚上,以免引起凍傷。
(2)液氮容器為雙層結構,中間為真空層,瓶口有雙層焊接處,應防止焊接部裂開。
(3)在裝入液氮時,要注意緩慢小心,并用厚紙卷筒或特制漏斗作引導,使液氮直達瓶底,如有專用液氮灌注裝置則更好。若為初次使用,加液氮時更要緩慢,以免溫度驟降而使容器損壞。
細胞凍存時常備的材料有:0.25%胰蛋白酶,含10%~20%的血清培養(yǎng)液,DMSO(分析純)或無色新鮮甘油(121°C蒸氣高壓消毒),2mL安瓿(或專用細胞凍存管)、吸管、離心管、噴燈、紗布袋(或凍存管架)等。
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三、細胞凍存方法
主要操作步驟為:
(1)選擇處于對數(shù)生長期的細胞,在凍存前一天最好換液。將多個培養(yǎng)瓶中的細胞培養(yǎng)液去掉,用0.25%
胰蛋白酶消化。適時去掉胰蛋白酶,加入少量新培養(yǎng)液。用吸管吸取培養(yǎng)液反復吹打瓶壁上的細胞,使其成為均勻分散的細胞懸液。懸浮生產(chǎn)細胞則不要消化處理。然后將細胞收集于離心管中離心(1000r/min,10分鐘)。
(2)去上清液,加入含20%小牛血清的完全培養(yǎng)基,于4℃預冷15分鐘后,逐滴加入已無菌的DMSO或甘油,用吸管輕輕吹打使細胞均勻,細胞濃度為3×106~1×107/mL之間。
(3)將上述細胞分裝于安瓿或專用冷凍塑料管中,安瓿裝1~1.5mL在火焰噴燈上封口,封口處要完全封閉,圓滑無勾。冷凍管要將蓋子蓋緊,并標記好細胞名稱和凍存日期,同時作好登記(日期、細胞種類及代次、凍存支數(shù))。
(4)將裝好細胞的安瓿或凍存管裝入沙布袋內;置于液氮容器頸口處存放過夜,次日轉入液氮中。采用控制降溫速度的方法也可采用下列步驟:先將安瓿置入4℃冰箱中2~3小時,再移至冰箱冷凍室內3~4小時(此步可省略),再吊入液氮容器頸氣態(tài)部分存放2小時,最后沉入液氮中。
細胞凍存在液氮中可以長期保存,但為妥善起見,凍存半年后,最好取出一只安瓿細胞復蘇培養(yǎng),觀察生長情況,然后再繼續(xù)凍存。
細胞的復蘇
一、細胞復蘇的原則
在實際操作中,凍存細胞要進行復蘇,再培養(yǎng)傳代。復蘇細胞一般采用快速融化法。以保證細胞外結晶快速融化,以避免慢速融化水分滲入細胞內,再次形成胞內結晶損傷細胞。
二、細胞復蘇的主要操作步驟
(1)佩戴眼鏡和手套,從液氮罐中取出安瓿或冷凍管。
(2)迅速放入38℃水浴中,并不時搖動,在1分鐘內使其完全融化,然后在無菌下取出細胞。
(3)在1000r/min速度下離心5~10分鐘,棄去上層液,加入適量培養(yǎng)液后接種于培養(yǎng)瓶中,接種濃度1×109/L,置37℃溫箱靜置培養(yǎng),次日更換一次培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng),觀察生長情況。若細胞密度較高,及時傳代?;驘o需離心直接將細胞加入瓶中,并加入培養(yǎng)基貼壁培養(yǎng)12~24小時后,充去上清,換入新鮮培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)。
三、注意事項
在細胞復蘇操作時,應注意融化凍存細胞速度要快,可不時搖動安瓿或冷凍管,使之盡快通過最易受損的溫度段(-5~0℃)。這樣復蘇的凍存細胞存活率高,生長及形態(tài)良好。然而,由于凍存的細胞還受其他因素的影響,有時也會有部分細胞死亡。此時,可將不貼壁、飄浮在培養(yǎng)液上(已死亡)的細胞輕輕倒掉,再補以適量的新培養(yǎng)液,也會獲得較為滿意的結果。
細胞的運輸
由于培養(yǎng)細胞株(系)的商品化,細胞培養(yǎng)室之間的交流、交換和購買已成為生命科學研究中的一個重要組成部分,培養(yǎng)細胞的運輸成為研究工作的一個重要環(huán)節(jié)。如果不了解所要細胞的性狀、培養(yǎng)液特點及培養(yǎng)注意事項,運輸時不注意使用特殊容器或溫度等,就可能影響細胞的生長,或出現(xiàn)差錯,或導致培養(yǎng)失敗等。
裝運細胞的主要方法如下:
一、冷凍儲存運輸
這是一種利用特殊容器內盛液氮或干冰的運輸方法。保存效果較好,但缺點是比較麻煩,不宜長時間運輸,多需空運,代價較大。
二、充液法
此種方法較為簡單。一般選擇生長良好的細胞,以生長1/3~1/2瓶底壁為宜,去掉舊培養(yǎng)液,補充新的培養(yǎng)液至瓶頸部,保留微量空氣,擰緊瓶蓋,并用膠帶密封,放在一運送盒內,用棉花等做防震防壓處理。運輸時間需4~5天,一般放在貼身口袋即可,到達目的地后倒出多余的培養(yǎng)液,只需保留維持生長所需的培養(yǎng)液置37℃培養(yǎng),次日傳代。如果在市內運輸或僅需數(shù)小時運輸路程,也可將細胞附著面朝上,或把培養(yǎng)液全部倒掉放在胸部口袋運送??扛街诩毎砻娴呐囵B(yǎng)液,可使細胞短時間不受損。