支原体污染是细胞培养中普遍的问题之一,细胞库中或正在使用的细胞中,支原体的污染率约为15%-35%。并对培养细胞的生理和代谢造成诸多影响:
01/ 争夺营养:支原体的污染会阻碍细胞生长和增殖
02/ 改变蛋白质、RNA 或 DNA 合成的水平
03/ 改变基因表达、细胞信号传导和形态
04/ 损害膜和细胞器
05/ 导致突变和染色体变化
06/ 时间、金钱和有价值的细胞丢失:支原体的污染会导致严重的经济损失以及研究时间损失
07/ 实验结果的不可靠性
08/ 生物安全问题
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细胞被支原体污染后可能会出现以下几种情况:
1. 生长速度变慢:支原体污染的细胞生长速度可能会减慢,甚至停止生长。
2. 形态改变:部分细胞可能会变圆,从培养瓶壁脱落。有些细胞在支原体污染后,形态变化可能不明显,但有些细胞可能会出现体积增大、细胞碎片增多等现象。
3. 培养液pH变化:支原体污染的细胞可能导致培养液pH值变化明显,更换培养液后几小时内变酸(颜色变黄)。
4. 细胞间隙出现膜状沉积:在某些情况下,细胞与细胞间隙可能出现膜状沉积,影响细胞的正常生长和传代。
5. 细胞功能受损:支原体污染可能会影响细胞的代谢和功能,如影响细胞蛋白质、DNA、RNA的合成。
6. 染色体畸变:支原体污染可能会导致细胞染色体断裂、数目减少,出现双着丝点染色体、环状染色体等异常。
7. 免疫细胞产量受影响:对于巨噬细胞等免疫细胞的培养,支原体污染可能会抑制干扰素的合成和降低其活性。
8. 细胞培养环境的污染:污染的细胞可能成为实验室的污染源,影响工作区域、培养箱和液氮罐等。
9. 实验结果的不确定性:使用被支原体污染的细胞进行实验可能会得到不准确的结果,影响科研的可靠性。
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在科研中,支原体检测是确保细胞培养纯净性的重要环节。以下是一些在科研中常见的支原体检测方法:
1. 支原体培养法:这是一种传统的检测方法,通过将细胞培养物接种到特定的培养基中,观察是否有支原体生长。这是直接的检测方法,但耗时较长,通常需要数周时间。
2. DNA染色法:使用荧光染料(如Hoechst或DAPI)染色细胞核,然后通过荧光显微镜观察。这种方法操作简便,可以快速得到结果,但特异性不高,可能会有假阳性。
3. 聚合酶链反应(PCR)法:这是一种分子生物学技术,通过设计特异性的引物,扩增支原体DNA,从而检测支原体的存在。PCR法具有高灵敏度和特异性,已成为日常细胞培养维护的可靠方法。
4. 核酸扩增技术(NAT):NAT技术通过扩增并检测特定的支原体基因组保守序列来进行支原体污染检测,具有快速、简便的特点。
支原体去除后对细胞检测的影响主要取决于去除方法和去除后的处理。以下是一些可能的影响:
1. 去除方法的影响:不同的支原体去除方法可能对细胞检测产生不同的影响。例如,一些去除方法可能会对细胞的代谢和增殖产生暂时性的影响,这可能会影响某些类型的细胞检测。
2. 去除后的处理:去除支原体后,细胞可能需要一段时间来恢复其正常的生理状态。在这段时间内,细胞的某些特性可能与去除前不同,这可能会影响细胞检测的结果。
3. 细胞恢复情况:如果细胞在去除支原体后能够成功恢复,那么它们在检测中的表现可能会与未受污染的细胞相似。然而,如果细胞恢复不完全,可能会影响检测结果的准确性。
4. 检测类型的相关性:不同的细胞检测方法对细胞状态的敏感性不同。一些检测可能对细胞的微小变化非常敏感,而其他检测则可能较为宽容。
支原体检测方法LAMP法的应用。
预防细胞培养过程中的支原体污染至关重要,因为一旦发生污染,可能会严重影响实验结果和细胞的生长。以下是一些有效的预防措施:
1. 无菌操作:始终在无菌条件下进行细胞培养操作,包括使用无菌的移液器、手套和其他实验室器材。
2. 个人防护:穿戴适当的个人防护装备,如实验服、手套和口罩,以减少污染的风险。
3. 细胞培养室的清洁:保持实验室和细胞培养室的清洁,定期进行消毒处理。
4. 培养箱的维护:定期清洁和消毒CO2培养箱,避免飞溅和溢出,并维持严格的清洁计划。
5. 使用无支原体污染的试剂:使用经过检测确认无支原体污染的培养基、血清和其他添加物。
6. 细胞的检测:定期对细胞进行支原体污染的检测,尤其是在引入新的细胞系或传代细胞之前。
7. 培养基和试剂的过滤:使用0.22μm或更小孔径的滤膜过滤所有细胞培养用液体,以阻止支原体的通过。
8. 使用抗*素预防:虽然抗*素不能作为常规预防手段,但在某些情况下,可以考虑使用抗*素作为预防措施,尤其是在高风险操作中。
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支原体污染和黑胶虫污染是两种不同类型的细胞培养污染,它们具有各自的特点和区别:
支原体污染:在相差显微镜下,支原体呈暗色微小颗粒位于细胞表面和细胞之间。
黑胶虫污染:在高倍镜下,被黑胶虫污染的细胞膜会变得模糊不清,边界不清晰,有粗糙感。
污染的影响:
支原体污染:可能导致细胞增殖缓慢,甚至从培养器皿脱落,影响细胞的DNA、RNA及蛋白表达。
黑胶虫污染:与细胞竞争性生长,开始时对细胞没有什么影响,但当数量多时,细胞生长会受到影响直至死亡。
污染的来源:
支原体污染:可能来源于工作环境的污染、操作者本身、培养基的污染、交叉污染、实验器材带来的污染以及用来制备细胞的原始组织或部位的污染。
黑胶虫污染:可能来源于细胞本身的污染或从动物取材时的污染,也可能通过培养箱空气进行污染。
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