廣義上來(lái)說(shuō),凡是細(xì)胞培養(yǎng)體系中的外來(lái)成分或成分變化,都應(yīng)視為污染,細(xì)胞污染不能*被消除,但能減少其發(fā)生的頻率和后果的嚴(yán)重性。細(xì)胞污染根據(jù)污染源主要可以分為物理性,化學(xué)性和生物性污染。
1、物理性污染
物理性污染通過(guò)影響細(xì)胞培養(yǎng)體系中的生化成分,從而影響細(xì)胞的代謝,如溫度、放射線(xiàn)、振動(dòng)、輻射(紫外線(xiàn)或熒光)會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生影響。常見(jiàn)的例子有:培養(yǎng)箱溫度過(guò)高、周?chē)胖媚芤饳C(jī)械振動(dòng)的設(shè)備、試劑放在有玻璃門(mén)的冰箱中長(zhǎng)期受到光照等。物理性污染常常被人們所忽視或被籠統(tǒng)地歸為化學(xué)性污染。
2、化學(xué)性污染
培養(yǎng)環(huán)境中許多化學(xué)物質(zhì)都可以引起細(xì)胞的污染。化學(xué)物質(zhì)并不總是抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),某些化學(xué)物質(zhì)如激素就可促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)。未純化的物質(zhì)、試劑、水、血清、生長(zhǎng)輔助因子及儲(chǔ)存試劑的容器都可能成為化學(xué)性污染的來(lái)源。為了避免金屬離子、有機(jī)分子、細(xì)胞內(nèi)毒素等物質(zhì)對(duì)水的污染,在配制液體,清洗容器時(shí)必須使用不含雜質(zhì)的超純水。細(xì)胞培養(yǎng)使用的所有物質(zhì)都應(yīng)是高純度的,并經(jīng)過(guò)權(quán)/威機(jī)構(gòu)的鑒定,實(shí)驗(yàn)者本人也應(yīng)對(duì)上述成分進(jìn)行純度鑒定。同時(shí),正確配置和儲(chǔ)存培養(yǎng)液及試劑也是非常重要的,應(yīng)該采取標(biāo)準(zhǔn)的操作步驟,避免液體體積計(jì)算錯(cuò)誤,混用類(lèi)似化合物等錯(cuò)誤。
3、微生物污染
微生物污染的原因可分為2個(gè)階段:實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。準(zhǔn)備階段的原因包括:實(shí)驗(yàn)耗材滅菌不*;細(xì)胞房清潔度不夠,增加微生物污染風(fēng)險(xiǎn);超凈臺(tái)潔凈度不夠,消毒不夠*,紫外線(xiàn)沒(méi)有預(yù)先照射足夠時(shí)間,表面沒(méi)有用酒精擦拭;沒(méi)有帶無(wú)菌乳膠手套;試劑本身已經(jīng)污染,沒(méi)有檢測(cè)出來(lái)。實(shí)驗(yàn)操作中的污染,往往是不夠嚴(yán)謹(jǐn),粗心大意造成,如:手從無(wú)菌試劑的上方經(jīng)過(guò);移液器操作不當(dāng),液體接觸到移液器前端;移液管吸液過(guò)猛;吸頭忘記更換,導(dǎo)致交叉污染等。
不同的微生物污染物對(duì)細(xì)胞的影響也有差別,微生物中支原體和病毒對(duì)細(xì)胞形態(tài)和技能的影響是長(zhǎng)期的、緩慢的和潛在的。而霉菌和細(xì)菌增殖迅速,能在很短的時(shí)間內(nèi)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)或產(chǎn)生毒素殺死細(xì)胞。
1)霉菌污染:種類(lèi)很多,導(dǎo)致細(xì)胞污染的大多是曲霉菌、白色念珠菌、酵母菌、黑霉菌、孢子菌等。霉菌污染后多數(shù)在培養(yǎng)液中形成淡黃色或是白色的漂浮物,一般肉眼可見(jiàn),較易被發(fā)現(xiàn),短期內(nèi)培養(yǎng)液多不變混濁。倒置顯微鏡下可以看見(jiàn)細(xì)胞之間有縱橫交錯(cuò)穿行的絲狀,樹(shù)枝狀或管狀菌絲,并漂浮在培養(yǎng)液中。很多菌絲在高倍鏡下可以看見(jiàn)鏈狀排列的菌株。念珠菌及酵母菌菌株呈卵圓形,散在細(xì)胞上及細(xì)胞周邊生長(zhǎng)。處理:確認(rèn)是霉菌污染,如果細(xì)胞種類(lèi)不是特別的珍貴,直接放棄,并將實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)*消毒。萬(wàn)不得已,可以嘗試抗霉菌素如兩性霉/素B來(lái)清楚污染,實(shí)際操作中效果很難保證。
2)細(xì)菌污染:細(xì)菌污染較常見(jiàn)的有大腸桿菌,白色葡萄球菌,假單孢菌等。加用抗菌素的培養(yǎng)液可預(yù)防和排除個(gè)別一般少量細(xì)菌的污染。一旦發(fā)生細(xì)菌污染很容易發(fā)現(xiàn),多數(shù)情況下培養(yǎng)液短時(shí)間內(nèi)變黃,表明有大量酸性物質(zhì)產(chǎn)生,出現(xiàn)明顯渾濁現(xiàn)象;有時(shí)靜置的培養(yǎng)液起初不混,但稍加震蕩,就有許多混濁物漂起。倒置顯微鏡下觀(guān)察,可見(jiàn)培養(yǎng)液中有大量圓球狀顆粒物漂浮,有時(shí)在細(xì)胞表面及周?chē)写罅考?xì)菌存在,細(xì)胞停止生長(zhǎng)并有中毒表現(xiàn)。必要時(shí)可取少量培養(yǎng)液涂片染色檢查以明確細(xì)菌種類(lèi);有的培養(yǎng)液改變不明顯而有疑似污染,亦可向肉湯培養(yǎng)基內(nèi)地入少量培養(yǎng)液,37度培養(yǎng)以檢測(cè)。處理:一般用抗生素的常用量的5-10倍作沖擊療法,用藥24-48小時(shí)后再換常規(guī)培養(yǎng)液,有時(shí)在早期污染時(shí)此法有效。
3)支原體污染:支原體是一種大小介于細(xì)菌和病毒之間(最小直徑0.2um)并獨(dú)立生活的微生物,約有1%可通過(guò)濾菌器。支原體無(wú)細(xì)胞壁形態(tài)呈高度多形性,可為圓形、絲狀或梨形,在光境下不易看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)。多數(shù)支原體適合于偏堿條件下生存(PH7.6—8.0),對(duì)酸耐受性差,對(duì)熱比較敏感,對(duì)一般抗生素不敏感。支原體污染細(xì)胞后,培養(yǎng)液一般不發(fā)生混濁,多數(shù)情況下細(xì)胞病理變化輕微或不顯著,細(xì)微變化也可由于傳代、換液而緩解,因此易被忽視。但個(gè)別嚴(yán)重情況,可致細(xì)胞增殖緩慢,甚至從培養(yǎng)器皿脫落。如何確定是否有支原體污染,一般可用培養(yǎng)法或熒光染色法檢測(cè),市場(chǎng)上有多種支原體檢測(cè)的試劑盒,遠(yuǎn)慕生物的ERA法支原體快速檢測(cè)試劑盒還不錯(cuò),兩步操作,20min出結(jié)果,靈敏度較高、速度比較快、操作簡(jiǎn)單靈敏,可檢出的支原體覆蓋范圍非常比較廣,超過(guò)130(亞)種。
4、細(xì)胞交叉污染
細(xì)胞污染和細(xì)菌污染不同,細(xì)胞污染是由于在培養(yǎng)過(guò)程中各種細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行,而所用器具或液體混雜使用所致。這種污染沒(méi)有微生物存在,但使培養(yǎng)細(xì)胞不同種類(lèi)之間發(fā)生混亂,細(xì)胞生長(zhǎng)特性,形態(tài)發(fā)生變化。污染過(guò)的細(xì)胞由于種類(lèi)不純,無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
防治及處理:在進(jìn)行多個(gè)種類(lèi)細(xì)胞培養(yǎng)操作時(shí),所有器具要嚴(yán)格區(qū)分,對(duì)每一種細(xì)胞按順序進(jìn)行操作,避免一起操作時(shí)造成的混亂;進(jìn)行換液或傳代操作時(shí),滴管或*頭要及時(shí)更換,避免把細(xì)胞帶到培養(yǎng)液瓶中;所有從別處轉(zhuǎn)來(lái)的或是自己所建的細(xì)胞系都要早期留有的充足的凍存儲(chǔ)備,一旦懷疑發(fā)生交叉污染,可做細(xì)胞遺傳學(xué)方面的鑒定,如發(fā)現(xiàn)原有的細(xì)胞遺傳物發(fā)生改變,可以復(fù)蘇早期凍存的細(xì)胞使用。