總結 | 細胞培養(yǎng)生物污染常見類型
發(fā)布時間：2023-03-01 瀏覽次數(shù)：274
細胞培養(yǎng)物污染是細胞培養(yǎng)實驗室中最常見的問題，有時會造成非常嚴重的后果。
細胞培養(yǎng)污染物可分為兩大類：
一類是化學污染物，如培養(yǎng)基、血清和水中的雜質，包括內毒素、增塑劑和洗滌劑；
另一類是生物污染物，如細菌、霉菌、酵母、病毒和支原體，以及其他細胞系的交叉污染；
雖然污染無法完全消除，但可以通過全面了解其來源、并遵循良好的無菌技術來降低污染的發(fā)生頻率和嚴重性。
下面為大家講解：生物污染物常見類型
01 細菌
細菌是一大類普遍存在的單細胞微生物。細菌的直徑通常只有幾微米，其形狀多樣，如球狀、桿狀和螺旋狀等。由于分布廣泛、生長迅速和體積小等特點，細菌以及酵母和霉菌是細胞培養(yǎng)中最常見的生物污染物。
細菌污染在培養(yǎng)物感染后幾天內就很容易被肉眼觀察到；受感染的培養(yǎng)物通常會變得渾濁，有時表面會有一層薄膜。經常還會出現(xiàn)培養(yǎng)基的pH值突然下降的情況。在低倍顯微鏡下，細菌以細小顆粒的形式出現(xiàn)在細胞之間，在高倍顯微鏡下觀察可以分辨出單個細菌的形狀。下面的模擬圖像顯示了貼壁培養(yǎng)的293細胞被大腸桿菌污染。
圖1.被大腸桿菌污染的貼壁293細胞的模擬相差圖像。在低倍顯微鏡下，貼壁細胞之間有一些發(fā)亮的微小顆粒，但單個細菌不易區(qū)分（圖A）。進一步放大黑色正方形框出的區(qū)域后，可以顯現(xiàn)出單個大腸桿菌細胞，這些細胞通常呈桿狀，長約2 μm，直徑約0.5 μm。圖A中黑色正方形的邊長為100 μm
02 酵母
酵母是真菌界中的單細胞真核微生物，大小從幾微米（常見）到40 μm（罕見）不等。與細菌污染一樣，被酵母污染的培養(yǎng)物會變得混濁，尤其是在污染的后期。被酵母污染的培養(yǎng)物，其pH值幾乎沒有變化，通常直到污染嚴重時，pH值才會升高。
在顯微鏡下，酵母呈單個卵球形或球形顆粒，可能還會出芽產生更小的顆粒。下面的模擬圖像顯示了貼壁293細胞鋪板24小時后被酵母感染的情況。
圖2.被酵母污染的貼壁293細胞培養(yǎng)物的模擬相差圖像。酵母細胞呈為卵球形顆粒，增殖時會出芽產生更小的顆粒
03 霉菌
霉菌是真菌界的真核微生物，以多細胞絲狀體生長，稱為菌絲。這些多細胞絲狀體構成的交聯(lián)網絡含有遺傳性相同的細胞核，被稱為集落或菌絲體。與酵母污染相似，培養(yǎng)物的pH值在污染的初期保持穩(wěn)定，然后隨著培養(yǎng)物感染程度加劇而迅速增加，并變得渾濁。
在顯微鏡下，菌絲體通常呈細長的絲狀體，有時呈密集的孢子團。許多種霉菌的孢子在休眠階段能夠耐受極其惡劣和不宜生長的環(huán)境，當其遇到合適的生長條件時才會被激活。
圖3.被霉菌污染的SH-SY5Y細胞培養(yǎng)物圖像
04 病毒
病毒是一種微小的感染性病原體，利用宿主細胞的結構進行繁殖。它們的體積極小，難以在培養(yǎng)中被檢測到，也難以從細胞培養(yǎng)實驗室使用的試劑中去除。由于大多數(shù)病毒對宿主有非常嚴格的要求，因此，它們通常不會對宿主以外物種的細胞培養(yǎng)物產生不良影響。但被病毒感染的細胞培養(yǎng)物會對實驗室人員造成嚴重的健康威脅，尤其是當實驗室培養(yǎng)的是人類或靈長類的細胞時。要檢測細胞培養(yǎng)物是否被病毒感染，可以使用電子顯微鏡觀察、用抗體組合進行免疫染色、ELISA檢測或是使用合適的病毒引物進行PCR擴增。
05 支原體
支原體是無細胞壁的簡單細菌，被認為是最小的自我復制生物。由于支原體非常?。ㄍǔＰ∮? μm），因此很難被檢測到，除非它們達到了極高的密度，導致細胞培養(yǎng)物變質；在此之前，通常沒有明顯的感染跡象。一些生長緩慢的支原體可在培養(yǎng)物中持續(xù)存活，而不會導致細胞死亡，但它們可以改變培養(yǎng)體系中宿主細胞的行為和代謝。
慢性支原體感染的可能表現(xiàn)包括：細胞增殖率降低、飽和密度下降以及懸浮培養(yǎng)物凝集；但是，檢測支原體污染的唯一可靠方法是通過使用熒光染色（例如Hoechst 33258染色）、ELISA、PCR、免疫染色、放射自顯影或微生物測定法定期檢測培養(yǎng)物。
圖4.無支原體細胞和支原體感染細胞的顯微照片。使用支原體檢測試劑盒，按照試劑盒操作流程對培養(yǎng)物進行檢測。（A）在固定細胞中，MycoFluor試劑可進入細胞核，細胞核著色明顯，但核外無熒光物質，表明培養(yǎng)物未被支原體污染。（B）在被支原體感染的固定細胞中，MycoFluor試劑可對細胞核和支原體進行染色，但細胞核相對強烈的熒光會使細胞核上或細胞核周圍的支原體顯得模糊。然而，遠離高亮度細胞核的支原體可被清晰地觀察到。（C）在活細胞中，MycoFluor試劑無法進入細胞核，但容易使細胞外結合的支原體染色。試劑盒中所用對照品的發(fā)射光譜，與按照操作流程進行染色的支原體的發(fā)射光譜非常一致，且強度均勻，便于研究人員區(qū)分染色的支原體和其他背景熒光，包括病毒、細菌，以及細胞自發(fā)熒光。上述圖像使用365 nm激發(fā)光、100/1.3 Plan Neouar?物鏡以及450 ± 30 nm帶通濾光片獲得
06 交叉污染
雖然不如微生物污染普遍，但許多細胞系與HeLa以及其他快速生長細胞系之間的廣泛交叉污染已經是一個明確的問題，會產生嚴重的后果。從值得信賴的細胞庫中獲取細胞系，定期檢查細胞系的特性，并使用良好的無菌技術進行操作，這些做法都將幫助您避免交叉污染。DNA指紋圖譜分析、核型分析和細胞亞型分析可以確定細胞培養(yǎng)物中是否存在交叉污染。
來源：福麥斯生物 技術部
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