细胞培养常见污染类型与处理办法:从“救火”到“防火”的完全指南
细胞培养中的污染,是每一位研究者都可能遭遇的“噩梦”。一次污染不仅意味着数周工作的付诸东流,更可能导致实验数据失真,甚至威胁实验室生物安全。本指南将系统梳理污染的识别、紧急处理与根本预防策略,助您构建坚实的细胞培养“防火墙”。
一、污染类型识别:快速诊断表
首先,通过以下特征快速判断污染类型:
|
污染类型<!--?xml:namespace
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肉眼/宏观观察 |
显微镜下特征(100X-400X) |
培养基变化 |
其他特征 |
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细菌污染 |
培养液短期内(24-48h)变黄、浑浊,静置后可有沉淀。 |
大量微小颗粒状物体高速运动(布朗运动),形状多样(杆状、球状)。细胞可能已死亡脱落。 |
pH迅速下降(酚红变黄),可能产生异味。 |
进展极快。 |
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真菌污染 |
培养液澄清,但肉眼可见白色/黄色絮状、绒毛状或粉末状漂浮物。 |
可见菌丝体(细长丝状结构)或孢子(卵圆形)。 |
pH变化较慢,后期可能变浑浊。 |
棉絮状团块会逐渐增大。 |
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酵母菌污染 |
培养液轻微浑浊,可见细小颗粒。 |
圆形或卵圆形独立个体,常出芽生殖,大小不均,远大于细菌。 |
pH缓慢下降。 |
易与细胞碎片混淆,但颗粒更规整。 |
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支原体污染 |
无明显变化,是“隐形杀手”。 |
无直接可见变化。细胞可能生长变慢、形态改变、易脱落,但背景“干净”。 |
pH变化轻微,培养基可能过早发黄。 |
需专用检测(如PCR、染色、试剂盒)确认。 |
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细胞交叉污染 |
无异常。 |
细胞形态、大小、生长模式突然发生异常改变。 |
无异常。 |
通过STR鉴定确认。 |
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化学/试剂污染 |
无异常或沉淀。 |
细胞毒性反应:细胞圆缩、脱落、死亡。 |
颜色、透明度可能改变。 |
与特定批次试剂相关。 |
二、应急处理方案:发现污染后该怎么做?

第一步:立即隔离与报告
1. 不要移动:立即将污染培养皿/瓶盖好,放入生物安全柜原处。
2. 标记:用醒目标记(如红色胶带)注明“污染!”及日期、污染物类型。
3. 报告:通知实验室负责人及所有相关人员。
第二步:分类处理与消杀
根据污染类型和细胞价值决定“抢救”还是“销毁”:
重要原则:
· 真菌、酵母、支原体污染:强烈建议直接销毁,因其孢子难以根除或检测困难。
· 珍贵细胞抢救:仅在污染早期、明确为细菌污染,且细胞价值极高时尝试。成功率有限,且有扩散风险。
第三步:彻底清洁
1. 安全柜消毒:用75%乙醇擦拭所有内表面,随后用紫外灯照射30分钟以上。
2. 培养箱消毒:若污染严重,需彻底清洁污染细胞所在的培养箱隔层。取出所有其他细胞,用含消毒剂的水清洁隔板和水盘,更换无菌水。
3. 器械消毒:所有接触过污染培养物的移液器、枪头、废液缸等必须彻底消毒或灭菌。
三、根源预防体系:构建“零污染”防线
处理是治标,预防才是治本。请从以下环节系统性检查:
1. 操作者——第一道防线
· 严格无菌意识:进入细胞房前洗手,穿戴实验服、口罩、手套。手套需用75%乙醇频繁消毒。
· 规范操作:永远不要在开放培养皿上方经过。瓶盖、管盖开口朝下放置。移液器避免触碰任何非无菌面。
· “一细胞一枪头”:严禁用同一支枪头处理不同细胞系,这是防止交叉污染的铁律。
2. 环境与设备——基础设施保障
· 定期消杀:细胞房、安全柜、培养箱定期用消毒剂清洁和紫外照射。
· 培养箱管理:
· 使用无菌蒸馏水,每周更换。
· 定期(如每季度)用含铜隔板或进行彻底高温消毒(如180℃,过夜)。
· 水浴锅:水浴锅是重污染源。必须使用无菌容器盛装培养基,且锅内的水需经常更换并添加抑菌剂。
3. 试剂与耗材——物料安全
· 来源可靠:血清、培养基、胰酶等关键试剂选择信誉良好的品牌,对新批次进行无菌测试。
· 分装使用:大包装试剂分装成小份,避免反复取用导致污染。
· 及时更换:PBS、培养基等缓冲液配制后不宜存放过久(建议不超过2周)。
4. 细胞本身——源头控制
· 常规检测:
· 支原体:对新引进细胞株和长期培养的细胞,每1-3个月检测一次。推荐使用灵敏度高的PCR检测试剂盒(如博纳创源支原体快速检测盒,30分钟出结果)。
· STR鉴定:对核心实验用细胞,定期进行STR鉴定,确保细胞身份无误,无交叉污染。
· 规范保种:
· 细胞冻存液确保无菌,早期多冻存几批低代次细胞。
· 遵循 “working stock” 原则:从原始库存复苏,传代有限次数后即弃用,避免长期传代导致遗传漂变和污染累积。
四、特别关注:支原体污染的防控
支原体因其隐形特性危害最大,需特别防范:
1. 预防性用药(慎用):在细胞珍贵且风险高时,可在常规培养基中添加支原体特异性抗生素(如Plasmocin)。但不建议长期使用,以免产生耐药性并掩盖污染。
2. 隔离培养:对新引进细胞,务必在独立培养箱或隔离器中培养至少2周,并经检测确认无污染后,再与主库存细胞共存。
3. 检测金标准:定期检测是关键。比色法、荧光染色法操作简便,但PCR法灵敏度最高,是主流推荐方法。
总结:细胞培养防污染黄金法则
1. 意识先行:无菌操作是肌肉记忆,不是知识。
2. 定期监测:支原体检测必须纳入常规日程。
3. 及时止损:面对污染,果断销毁通常比冒险抢救更明智。
4. 保持整洁:清洁的环境是细胞健康的基础。
5. 记录溯源:详细记录细胞来源、传代、检测信息,便于问题追溯。
最后请记住:在细胞培养中,一次成功的污染预防,其价值远超十次完美的污染处理。

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