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细胞培养污染有哪些类型
来源:市场部 | 作者:小度 | 发布时间: 2022-03-20 | 572 次浏览 | 分享到:
细胞培养污染往往是细胞培养实验室最常遇到的问题,有时会带来十分严重的后果。细胞培养的污染物可分为两大类,化学污染物,如培养基、血清和水的杂质、内毒素、增塑剂和洗涤剂,以及生物污染物,如细菌、霉菌、酵母、病毒、支原体,以及其他细胞系的交叉污染。虽然不可能完全消除污染,但通过彻底了解其来源并遵循良好的无菌技术,就可以减少其发生的频率和严重性。

细胞培养污染往往是细胞培养实验室最常遇到的问题,有时会带来十分严重的后果。细胞培养的污染物可分为两大类,化学污染物,如培养基、血清和水的杂质、内毒素、增塑剂和洗涤剂,以及生物污染物,如细菌、霉菌、酵母、病毒、支原体,以及其他细胞系的交叉污染。虽然不可能完全消除污染,但通过彻底了解其来源并遵循良好的无菌技术,就可以减少其发生的频率和严重性。

 

生物污染的主要类型

² 细菌污染

细菌是普遍存在的单细胞微生物。它们的直径通常为几微米,并且可以具有各种形状,从球体到棒状和螺旋状。由于它们无处不在和生长速度快,细菌以及酵母菌和霉菌是细胞培养中最常见的生物污染物。

检测细菌污染

在被感染后的几天内,通过肉眼检查培养物很容易检测到细菌污染;受感染的培养物通常出现浑浊(即浑浊),有时表面有一层薄膜。培养基的 pH 值突然下降也经常遇到。在低倍显微镜下,细菌表现为细胞间微小的移动颗粒,在高倍显微镜下观察可以分辨出单个细菌的形状。

 下面的图像显示了被大肠杆菌污染的贴壁 293 细胞培养物。

 

 

图A:被大肠杆菌  污染的贴壁 293 细胞的相差图像。贴壁细胞之间的空间在低倍显微镜下显示出微小的闪烁颗粒,但单个细菌不易区分(图 A)。进一步放大黑色方块包围的区域可以分辨出单个大肠杆菌细胞(图B),这些细胞通常是棒状的,长约 2 µm,直径约 0.5 µm。面板 A 中黑色方块的每一边为 100 µm。

 

 

² 霉菌污染

霉菌污染

霉菌是真核微生物,以称为菌丝的多细胞细丝形式生长。这些多细胞细丝的连接网络包含基因相同的细胞核,被称为菌落或菌丝体。 

与酵母菌污染类似,培养物的 pH 值在污染的初始阶段保持稳定,然后随着培养物受到更严重的感染并变得浑浊而迅速增加。在显微镜下,菌丝体通常表现为细丝状,有时表现为更密集的孢子团。许多霉菌物种的孢子在其休眠阶段可以在极其恶劣和不适宜居住的环境中生存,只有在遇到合适的生长条件时才会被激活。

 

² 病毒污染

病毒是借助宿主细胞进行繁殖的微观感染因子。它们极小的个体大小使得它们很难在培养中检测到,也很难从细胞培养实验室使用的试剂中去除。因为大多数病毒对其宿主有非常定向的依赖,它们通常不会对宿主以外物种的细胞培养产生不利影响。然而,使用病毒感染的细胞培养物可能对实验室人员造成严重的健康危害,尤其是在实验室培养人类或灵长类动物细胞时。

细胞培养物的病毒感染可以通过电子显微镜、使用一组抗体的免疫染色、ELISA 测定或使用适当病毒引物的 PCR扩增来检测。

 

² 支原体污染

支原体是没有细胞壁的简单细菌,被认为是最小的自我复制生物。由于它们的尺寸极小(通常小于一微米),支原体很难被检测到,直到它们达到极高的密度并导致细胞培养物变质;在此之前,通常没有明显的感染迹象。

检测支原体污染

一些生长缓慢的支原体可能会在培养物中持续存在而不会导致细胞死亡,但它们可以改变培养物中宿主细胞的行为和新陈代谢。

慢性支原体感染可能表现为细胞增殖率降低、饱和密度降低和悬浮培养中的凝集;然而,唯一可靠的检测支原体污染的方法是定期使用荧光染色(例如,Hoechst 33258)、ELISA、PCR、免疫染色、放射自显影或微生物测定对培养物进行检测。

 

 

无支原体的培养细胞(图 A)和感染支原体的细胞(图 B 和 C)的显微照片。可以使用支原体检测试剂盒测试培养物。

 

² 酵母菌污染

酵母菌是单细胞真核微生物,大小从几微米(通常)到 40 微米(很少)不等。

检测酵母污染

与细菌污染一样,被酵母菌污染的培养物会变得浑浊,尤其是当污染处于晚期时。被酵母菌污染的培养物的 pH 值几乎没有变化,直到污染变得严重,在此阶段 pH 值通常会增加。在显微镜下,酵母表现为单个卵形或球形颗粒。

下面的图像显示了接种后 24 小时被酵母感染的贴壁 293 细胞培养物。

 

贴壁培养中被酵母污染的 293 细胞的图像。污染的酵母细胞呈现为卵形颗粒,在复制时会萌生出较小的颗粒。

 

交叉感染

虽然不像微生物污染那么常见,但许多细胞系与 HeLa 和其他快速生长的细胞系的广泛交叉污染会产生严重的后果。从值得依赖的细胞库中获取细胞系,定期检查细胞系的特征,并采用良好的无菌技术,这些做法将帮助您避免交叉污染。DNA 指纹图谱、核型分析和同种型分析可以确认您的细胞培养物中是否存在交叉污染。

使用抗生素

不应在细胞培养中经常使用抗生素,因为它们的持续使用会促进抗生素耐药菌株的产生,并使低水平污染持续存在,一旦从培养基中去除抗生素,就会发展成全面污染,并可能隐匿支原体感染和其他神秘的污染物。此外,一些抗生素可能与细胞发生交叉反应并干扰正在研究的细胞生长过程。

抗生素只能作为最后的手段,并且只能用于短期应用,并且应该尽快从培养物中去除。如果长期使用,应同时维持不含抗生素的培养物,作为隐匿感染的对照。

 

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