细胞培养全攻略

基础篇-无菌操作基本技术

1. 实验进行前，无菌室及无菌操作台(laminar flow) 以紫外灯照射30-60 分钟灭菌，以70 %ethanol 擦拭无菌操作抬面，并开启无菌操作台风扇运转10 分钟后，才开始实验操作。每次操作只处理一株细胞株，且即使培养基相同亦不共享培养基，以避免失误混淆或细胞间污染。

实验完毕后，将实验物品带出工作台，以70 % ethanol 擦拭无菌操作抬面。操作间隔应让无菌操作台运转10 分钟以上后，再进行下一个细胞株之操作。

2. 无菌操作工作区域应保持清洁及宽敞，必要物品，例如试管架、吸管吸取器或吸管盒等可以暂时放置，其它实验用品用完即应移出，以利于气流之流通。实验用品以70%ethanol 擦拭后才带入无菌操作台内。实验操作应在抬面之中央无菌区域，勿在边缘之非无菌区域操作。

3. 小心取用无菌之实验物品，避免造成污染。勿碰触吸管尖头部或是容器瓶口，亦不要在打开之容器正上方操作实验。容器打开后，以手夹住瓶盖并握住瓶身，倾斜约45°角取用，尽量勿将瓶盖盖口朝上放置桌面。

4. 工作人员应注意自身之安全，须穿戴实验衣及手套后才进行实验。对于来自人类或是病毒感染之细胞株应特别小心操作，并选择适当等级之无菌操作台(至少Class II)。操作过程中，应避免引起aerosol 之产生，小心毒性药品，例如DMSO 及TPA 等，并避免尖锐针头之伤害等。中，应避免引起aerosol 之产生，小心毒性药品，例如DMSO 及TPA 等，并避免尖锐针头之伤害等。

5. 定期检测下列项目：CO2 钢瓶之CO2 压力； CO2 培养箱之CO2 浓度、温度、及水盘是否有污染（水盘的水用无菌水，每周更换）；无菌操作台内之airflow 压力，定期更换紫外线灯管及HEPA 过滤膜，预滤网(300小时/预滤网，3000 小时/HEPA)。

6.水槽可添加消毒剂(Zephrin 1:750)，定期更换水槽的水。

基础篇-实验用品

1. 种类：

1.1. 细胞培养实验用品均为无菌，除了玻璃容器与pasteur pipet 外，其它均为塑料无菌制品。

1.2. TC 级培养盘表面均有coating 高分子物质以让细胞吸附，培养容器种类有Tflask，plates, dishes, roller bottle 等，依实验需要使用。

1.3. plastic sterile pipet: 1 ml, 2 ml,5 ml, 10 ml, 25 ml

1.4. 塑料离心管: 15 ml, 50 ml，均有2 种不同材质，其中polypropylene (PP) 为不透明材质，polystyrene (PS) 为透明材质，可依实验需要而选择适合材质之离心管。

1.5. glass pastuer pipet: 9 inch，用以抽掉废弃培养液等。

1.6. 玻璃血清瓶(Pyrex or Duran glassware)：100 ml, 250 ml,500 ml,1000ml

2. 清洗：

2.1. 新购玻璃血清瓶先以0.1~0.05 N HCl 浸泡数小时，洗净后才开始使用。

2.2. 用过之玻璃血清瓶，以高压蒸汽灭菌，洗净后分别用一次与二次去离子水冲洗干净，勿加清洁剂清洗。

3. 灭菌：

3.1. 实验用玻璃血清瓶以铝箔纸包覆瓶盖，高压蒸汽灭菌121℃, 15 lb, 20 分钟，置于oven 中烘干。

3.2. 实验用玻璃pasteur pipet 以干热灭菌170℃, 4 小时。

3.3. 液体或是固体废弃物可用10 % hypochloride 溶液(次氯酸，即漂白水) 或是蒸汽高压灭菌121 ℃, 15 lb, 20 分钟处理。

基础篇-培养基

1. 液体培养基贮存于4℃ 冰箱，避免光照，实验进行前放在37℃ 水槽中温热。

2. 液体培养基(加血清) 存放期为六个月，期间glutamine 可能会分解，若细胞生长不佳，可以再添加适量glutamine。

3. 粉末培养基配制(以1 升为例)：

3.1. 细胞培养基通常须添加10 % 血清，因此粉末培养基之配制体积为900 ml，pH 为7.2 - 7.4。NaHCO₃ 为另外添加，若将NaHCO3 粉末直接加入液体培养基中会造成pH 之误差，或局部过碱。因此粉末培养基及NaHCO₃ 粉末应分别溶解后才混合，然后用CO₂ 气体调整pH，而非用强酸(HCl)或强碱(NaOH)，因为氯离子对细胞生长可能有影响，且贮存时培养基的pH 易发生改变。

3.2. 材料：纯水(milli-Q 水或二次至三次蒸馏水，水品质非常重要) ，粉末培养基 ，NaHCO₃ ，电磁搅拌器 无菌血清瓶 ，0.1 或0.2 mm无菌过滤膜 ，pH 计，真空泵，CO₂ 气体 。

3.3. 步骤：

3.3.1. 取粉末培养基溶于700 ml milli-Q 水中，搅拌使其溶解。

3.3.2. 称取适量之NaHCO₃ 粉末溶于200ml milli-Q 水中，搅拌使其溶解，然后通入CO₂ 气体至饱和，约3-5 分钟。

3.3.3. 将溶解且含饱和CO₂ 之NaHCO₃ 溶液加入溶解之液体培养基中混合。混后溶液之pH 应为7.2-7.4，除非pH 值偏差太大，否则不需用酸碱再调整之。若为太碱，可再通入CO₂ 气体调整pH。培养基以真空帮浦通过过滤膜时，pH 会升高0.1-0.2。

3.3.4. 以0.1 或0.2 mm 无菌过滤膜过滤灭菌，同时分装至无菌容器中，标示培养基种类、日期、瓶号等，贮存于4℃。(血清亦可加入培养基中一起过滤)

3.3.5. 配制之培养基配制须作生长试验与污染测试。

基础篇-抗生素

1. 细胞库之细胞培养基不加抗生素

1.1. 培养自ATCC 引进之细胞株，培养基中不加抗生素。

1.2. 培养自其它实验室引进之细胞株，制作token freeze 前培养基须添加抗生素，待token freeze 通过污染测试后，大量培养时则不加抗生素。

2. 寄送活细胞时，须将培养液充满整个flask 时，则须添加抗生素(penicillin 100 units/ml + streptomycin 100 ug/ml)。

3. 若要检测mycoplasma，则培养基内不可添加gentamicin，因gentamicin 会抑制mycoplasma 生长。

4. 去除细菌污染之抗生素混合配方: penicillin 250 units/ml, streptomycin 250 ug/ml, neomycin 250 ug/ml, bacitracin 2.5 units/ml，注意混合使用后药物毒性会增强。

 5. 抗生素使用种类与浓度

基础篇-血清

1. 血清必须贮存于–20 ～ -70℃，若存放于4℃，请勿超过一个月。如果一次无法用完一 瓶，可将40～45 ml 分装于无菌50 ml 离心管中，由于血清结冻时体积会增加约10 %， 必须预留此膨胀体积之空间，否则易发生污染或容器冻裂之情形。

2. 一般厂商提供之血清为无菌，不需再无菌过滤。若发现血清有许多悬浮物，则可将血清加入培养基内一起过滤，勿直接过滤血清。

3. 瓶装(500ml) 血清解冻步骤(逐步解冻法): -20℃或–70℃至4℃冰箱溶解一天，至室温下全溶后再分装，一般以50 ml 无菌离心管可分装40～45 ml。在溶解过程中须规则摇晃均匀(小心勿造成气泡)，使温度与成分均一，减少沈淀的发生。勿直接由–20℃直接至37℃解冻，因温度改变太大，容易造成蛋白质凝结而发生沈淀。

4. heat-inactivation 是指56℃, 30 分钟加热已完全解冻之血清。加热过程中须规则摇晃均匀。此热处理之目的是使血清中之补体成份(complement) 去活化。除非必须，一般不建议作此热处理，因为会造成沈淀物之显著增多，且会影响血清之品质。补体参与之反应有：cytolytic activities, contraction of smooth muscle, release of histamine from mast cells and platelets, enhanced phagocytosis, chemotaxis and activation of lymphocytic and macrophage cell type。

5. 勿将血清置于37℃太久，若在37℃放置太久，血清会变得混浊，同时血清中许多较不稳定之成份亦会因此受到破坏，而影响血清之品质。

 6. 血清之沈淀物

6.1. 凝絮物：发生之原因有许多种，但普遍之原因是血清中之脂蛋白(lipoprotein) 变性及解冻后血清中存在之血纤维蛋白(fibrin) 造成，这些凝絮沈淀物不会影响血清本身之品质。若欲减少这些凝絮沈淀物，可用离心3000 rpm, 5 min 去除，或离心后上清液可以加入培养基中一起过滤。不建议用过滤步骤去除这些凝絮沈淀物，因为会阻塞过滤膜。

6.2. 显微镜下观察之“小黑点”：通常经过热处理之血清，沈淀物的形成会显著的增多。有些沈淀物在显微镜下观察像是“小黑点”，常会误认为血清遭受污染，而将血清放在37℃中欲培养此“微生物”，但在37℃环境下，又会使此沈淀物增多，更会误认为微生物之增殖，但以培养细菌之培养基检测，又没有污染。一般而言，此小黑点应不会影响细胞之生长，但若怀疑此血清之品质，应立即停用，更换另一批号的血清。

基础篇-细胞传代培养

1. 细胞生长至高密度时，即须分殖至新的培养瓶中，一般稀释比例为1:3 至1:6，依细胞种类而异。

2. 材料：

2.1. 无菌磷酸生理缓冲液(Dulbecco’s phosphate-buffered saline, Ca++/Mg++ free, D-PBS, GibcoBRL 21600-010)

2.2. trypsin-EDTA solution (0.05% trypsin-0.53mM EDTA-4Na, GibcoBRL 25300-062)：以10 ml 分装于15 ml 无菌离心管中，保存于–20℃，使用前放在37℃ 水槽回温。

2.3. 新鲜培养基

2.4. 无菌吸管/离心管/培养瓶

3. 步骤：

3.1. 附着型胞(adherent cell)

3.1.1. 吸掉旧培养液。

3.1.2. 用D-PBS 洗涤细胞一至二次。

3.1.3. 加入trypsin-EDTA 溶液(1ml/25cm², 2ml/75cm²)，37 ℃作用数分钟，于倒立显微镜下观察，当细胞将要分离而呈现圆粒状时，吸掉trypsin-EDTA 溶液。(若不移去trypsin-EDTA，则在trypsin-EDTA 作用后，加入适量含血清之新鲜培养基终止trypsin 作用，离心后再吸掉上清液。)

3.1.4. 轻拍培养瓶使细胞自瓶壁脱落，加入适量之新鲜培养基，以吸管上下吸放数次以打散细胞团块，混和均匀后，依稀释比例转移至新的培养瓶中，以正常培养条件培养。

3.2. 悬浮型细胞(suspension cell)

3.2.1. 吸出细胞培养液，放入离心管中，离心1000 rpm 5 分钟。

3.2.2. 吸掉上清液，加入适量之新鲜培养基，混和均匀后，依稀释比例转移至新的培养瓶中，以正常培养条件培养。

3.3. 融合瘤(hybridoma)

3.3.1. 有些hybridoma cell 需培养三天以上才会产生抗体，若是更换培养基，则可能会失去抗体。因此继代培养不需离心后更换培养基，直接添加新鲜培养基稀释细胞浓度即可。若体积太大，可倾斜放置，或分殖至新培养瓶中。

基础篇-细胞冷冻保存 （一）

1. 注意事项：

1.1. 欲冷冻保存之细胞应在生长良好(log phase) 且存活率高之状态，约为80 – 90 ％致密度。

1.2. 冷冻前检测细胞是否仍保有其特有性质，例如hybridoma 应在冷冻保存前一至二日测试是否有抗体之产生。

1.3. 注意冷冻保护剂之品质。DMSO 应为试剂级等级，无菌且无色(以0.22 micronFGLP Telflon 过滤或是直接购买无菌产品，如Sigma D-2650)，以5~10 ml 小体积分装，4℃避光保存，勿作多次解冻。Glycerol 亦应为试剂级等级，以高压蒸汽灭菌后避光保存。在开启后一年内使用，因长期储存后对细胞会有毒性。

1.4. 冷冻保存之细胞浓度：

1.4.1. normal human fibroblast: 1~3 x 10⁶ cells/ml

1.4.2. hybridoma: 1~3 x 10⁶cells/ml，细胞浓度不要太高，某些hybridoma 会因冷冻浓度太高而在解冻24 小时后死去。

1.4.3. adherent tumor lines: 5~7 x 10⁶，依细胞种类而异。Adenocarcinoma 解冻后须较高之浓度，而HeLa 只需1-3 x 10⁶cells/ml。

4.4. other suspensions: 5~10 x 10⁶cells/ml, human lymphocyte 须至少5 x 10⁶cells/ml。

1.5. 冷冻保护剂浓度为5 或10 ％ DMSO，若是不确定细胞之冷冻条件，在做冷冻保存之同时，亦应作一个backup culture，以防止冷冻失败。

1.6. 冷冻方法：

1.6.1. 传统方法: 4℃ 10 分钟---> -20℃ 30 分钟---> -80℃ 16 - 18 小时(或隔夜) ---> 液氮槽vapor phase 长期储存。

1.6.2. 程序降温：利用等速降温机以–1 ～ -3℃/分钟之速度由室温降至–120℃，放在液氮槽vapor phase 长期储存。适用于悬浮型细胞与hybridoma 之保存。

基础篇-细胞冷冻保存 （二）

2. 材料：

2.1. 生长良好之培养细胞

2.2. 新鲜培养基

2.3. DMSO (Sigma D-2650)

2.4. 无菌塑料冷冻保存管(Nalgene 5000-0020)

2.5. 0.4 ％ w/v trypan blue (GibcoBRL 15250-061)

2.6. 血球计数盘与盖玻片

2.7. 等速降温机(KRYO 10 Series II)

3. 步骤：

3.1. 冷冻前一日前更换半量或全量培养基，观察细胞生长情形。

3.2. 配制冷冻保存溶液(使用前配制)：将DMSO 加入新鲜培养基中，最后浓度为5-10％，混合均匀，置于室温下待用。

3.3. 依细胞继代培养之操作，收集培养之细胞，取少量细胞悬浮液(约0.1 ml) 计数细胞浓度及冻前存活率。

3.4. 离心，去除上清液，加入适量冷冻保存溶液，使细胞浓度为1-5 x 106 cells/ml，混合均匀，分装于已标示完全之冷冻保存管中，1 ml/vial，并取少量细胞悬浮液作污染检测。

3.5. 冷冻保存方法1: 冷冻管置于4℃ 10 分钟→ -20℃ 30 分钟→ -80℃ 16～18 小时(或隔夜) → 液氮槽vapor phase 长期储存。

3.6. 冷冻保存方法2: 冷冻管置于已设定程序之等速降温机中，再放入液氮槽中。程序为: program 7: HB CELL

基础篇-冷冻细胞活化

1. 冷冻细胞之活化原则为快速解冻，以避免冰晶重新结晶而对细胞造成伤害，导致细胞之死亡。

2. 细胞活化后，约需数日，或继代一至二代，其细胞生长或特性表现才会恢复正常(例如产生单株抗体或是其它蛋白质)。

3. 材料：37℃ 恒温水，新鲜培养基，无菌吸管/ 离心管/ 培养瓶，液氮或干冰容器

4. 步骤：

4.1 操作人员应戴防护面罩及手套，防止冷冻管可能爆裂之伤害。

4.2 自液氮或干冰容器中取出冷冻管，检查盖子是否旋紧，由于热胀冷缩过程，此时盖子易松掉。

4.3 将新鲜培养基置于37 摄氏度水槽中回温，回温后喷以70 % 酒精并擦拭之，移入无菌操作台内。

4.4 取出冷冻管，立即放入37摄氏度水槽中快速解冻，轻摇冷冻管使其在1 分钟内全部融化，以70 % ethanol 擦拭保存管外部，移入无菌操作台内。

4.5 取出0.9 ml 解冻之细胞悬浮液，缓缓加入有培养基之培养容器内(稀释比例1:10～1:15)，混合均匀，放入CO₂ 培养箱培养。另取0.1 ml 解冻细胞悬浮液作存活测试。

4.6 解冻后是否立即去除冷冻保护剂(例如DMSO 或glycerol)，依细胞种类而异，一般而言，大都不需要立即去除冷冻保护剂。惟若要立即去除，则将解冻之细胞悬浮液加入含有5-10 ml 培养基之离心管内，离心1,000 rpm, 5 分钟，移去上清液，加入新鲜培养基，混合均匀，放入CO₂ 培养箱培养。

基础篇-收到细胞的处理方式 (二)

收到T25 flask 细胞时， 处理方式为：

1. 于寄送过程中，为避免起泡造成细胞脱落死亡，T25 flask 均加满培养基。请检查flask 外观，并于显微镜下观察细胞生长状况和有无污染现象，若有任何问题， 不要打开盖子，请立即通知细胞实验室。

2. 将原封之T25 flask 静置于37摄氏度， 5%CO₂ 培养箱中，使细胞回温至37 摄氏度， 并让运送过程中少数脱落的细胞可再附着生长。隔天后，于无菌操作箱内取出flask内之培养基，(取出之培养基可以再使用)，仅留约5-10ml 培养基于flask 内，依一般培养方式再将细胞置入培养箱中，或细胞已长满盘， 则将细胞做传代培养。