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公司新闻/正文
细胞“生病”了？警惕这4个污染原因！
240 人阅读发布时间：2025-06-03 14:39
悬浮细胞培养技术更能满足临床规模生产的需求。无血清悬浮培养不仅减少了血清的使用，降低了生产成本，还简化了下游纯化技术。因此，开发低成本的悬浮培养生产模式是工艺的发展方向。摇瓶是前期研发的悬浮细胞培养容器，因其简单性、均匀性、适应性和成本效益而被广泛应用于生物技术中。科学家们经常遇到各种不同的挑战，这些挑战可能严重影响悬浮哺乳动物细胞的质量和相关表达产物生产力。
图 1: CHO 和 HEK293 是常用的哺乳动物悬浮细胞
在哺乳动物细胞的摇瓶培养中，污染就像一个隐藏在暗处的杀手，随时可能给实验带来严重的打击，导致实验结果出现偏差、珍贵的细胞培养物受损，甚至造成时间和成本的巨大浪费。
为了守护细胞培养的成果，深入了解污染的类型、迹象以及有效的预防措施至关重要。
一、污染类型与迹象
1、细菌污染
细菌常常通过设备、试剂或者实验人员的不当操作进入细胞培养体系。如果培养基中添加了酚红这种 pH 指示剂，一旦发生细菌污染，其颜色会发生变化，这是因为细菌的生长繁殖会改变培养基的酸碱度。同时，在显微镜下观察，细菌呈现出各种形态，有的像暗杆状，有的是球状，还有的呈螺旋结构。
图 2：使用相差显微镜，将放大倍数调整到 100x - 400x，能够更清晰地看到细菌
2、支原体污染
支原体的体积非常小，能够轻松穿过 0.2 微米的过滤器，悄无声息地进入摇瓶。与细菌污染不同，支原体污染通常不会让培养物出现肉眼可见的变化，这使得它的检测和消除变得极具挑战性。然而，它却会在暗地里显著改变细胞的代谢和生长状态。
图 3：支原体是细胞培养中极为常见却又十分隐蔽的污染物
3、真菌污染
真菌喜欢在细胞培养实验室温暖、潮湿的环境中生长繁殖。当发生真菌污染时，在培养物中可以明显看到培养基的浑浊度增加，就像有一层薄雾笼罩在其中。仔细观察，还能发现培养基表面有一些小菌落漂浮着，这些菌落有的呈丝状，有的则是颗粒状，很容易辨认。
图 4：漂浮在培养基表面的真菌菌落
4、真核细胞交叉污染
不同真核细胞之间的交叉污染同样不容小觑。一旦发生，会导致细胞群体变得混杂，从而严重影响实验结果。据 2023 年 1 月 ICLAC 细胞系登记信息显示，竟然有 535 个细胞系被误识别，其中 140 个注册细胞系受到了 HeLa 细胞的污染。这种污染通常不会引起明显的外观变化，但是细胞系的生长速率会出现细微的改变，需要仔细观察和分析，才能发现其中的异常。
图 5：HeLa 细胞的交叉污染，图片来源：© vrx
二、预防污染四步法
01 无菌操作
严格遵守良好实验室操作规范（GLP）是预防污染的基础。在实验过程中，要使用无菌的一次性耗材，避免交叉污染；定期对工作表面进行消毒，确保实验环境的清洁；对培养设备，如 CO₂ 培养摇床，不仅要清洁外部，更要对内部进行彻底消毒。使用像 CellXpert® CS220 这种具有集成 180°C 高温灭菌程序的设备，能够大大降低污染风险，让实验更加安全可靠。
02 显微镜检查
定期进行显微镜检查是早期发现微生物污染的有效方法。光学显微镜和相差显微镜都可以用于观察细胞培养物。其中，相差显微镜在检测细菌污染方面具有独特的优势，将放大倍数调到 400x 时，可以清晰地看到细菌在细胞间移动的颗粒，就像在微观世界中观察一场微小的 “运动比赛”，帮助实验人员及时发现潜在的污染问题。
03 定期检测
实施常规检测是确保培养物质量的重要手段。可以使用 pH 指示剂来初步判断是否存在污染，比如培养酸化可能指示细菌污染，而 pH 升高则可能暗示酵母污染。对于更复杂的污染类型，如支原体污染和真核交叉污染，需要采用更先进的技术，如 PCR、ELISA、酶测定以及短串联重复（STR）序列分析等，这些技术就像精密的 “探测器”，能够精准地检测出隐藏的污染物。
04 隔离新细胞
新引入的细胞系可能携带未知的污染物，因此在使用前必须进行隔离培养。在实验室中设立独立的培养区，将新细胞系单独培养，进行为期至少两周的观察，并对其进行全面的污染测试。只有在确保新细胞系无污染后，才能将其与已有的细胞系混合培养，这样可以有效防止新的污染物进入现有的细胞培养体系。