细胞 5 大污染源头与防治措施
凡混入细胞培养环境中对细胞生存有害的成分和造成细胞不纯的异物都应视为污染，细胞污染不能完全被消除，但能减少其发生的频率和后果的严重性。细胞污染根据污染源主要可以分为物理性，化学性和生物性污染。
细胞污染一般可分为微生物污染和真核生物污染。其中微生物污染包括真菌和酵母、细菌、支原体等。而真核生物一般是细胞系间的交叉污染。细菌、真菌或酵母的污染很容易辨识，直接可通过培养基颜色变化、显微镜下观察便可判断。如细菌污染后细胞培养基变黄色，而且镜下有小黑点，且有规律的运动。而酵母污染后培养基变紫色，镜下可见透明、且连成一串的圆形。但如果是支原体污染的话，由于最开始支原体生长缓慢，而且显微镜下难以看出，因此很难发现。
真核细胞污染是指一种细胞污染了另外一种细胞，主要发生在操作不当，尤其是长时间进行某些细胞系的研究而传代时。目前越来越多的科研人员发现了细胞间污染这一被忽略的问题。据不完全统计，约有 15-20% 的细胞存在细胞间污染。
一、污染种类
1、物理性污染的来源、危害及预防
物理性污染常常被人们所忽视或被笼统地归为化学性污染。物理性污染通过影响细胞培养体系中的生化成分，从而影响细胞的代谢。
培养环境中的物理因素，如温 度、放射线、振动、辐射(紫外线或荧光)会对细胞产生影响 。细胞、培养液或其它培养试剂暴露于放射线、辐射或过冷过热的温度中，可以引起细胞代谢发生改变，如细胞同步化、细胞生长受抑制甚至细胞死亡。
如何防治？
通过实验室 的合理设计及建立规范的操作规程，可以减少环境中物理因素对细胞的影响。孵箱应放在温度较恒定的环境中，周围不能放置能引起机械振动的设备，如离心机。
培养液及培养试剂应放在固定的位置，为避免光照试剂不能放在玻璃门的冰箱中，试剂周围不能放同位素。培养液从冰箱中取出后应在室温中放置一段时间后再进行实 验，以避免过冷的温度对细胞的影响。
2、化学性污染的来源、危害及预防培养环境中许多化学物质都可以引起细胞的污染 。化学物质并不总是抑制细胞的生长，某些化学物质如激素就可促进细胞的生长。不同细胞对化学物质污染的反应是不一样的。
未纯化的物质、试剂、水、血清、生 长辅助因子及储存试剂的容器都可能成为化学性污染的来源。细胞培养的必需养分，如氨基酸，若浓度超过了合适的范围，也会对细胞产生毒性。
同样，不同细胞系 其最佳培养条件下对血清和缓冲液的要求是不一样的，在培养中应严格控制。玻璃制品清洗过程中残留的变性剂或肥皂(通常残留在瓶盖的内表面)是最常见的化学性污染。水是唯一一种在凝固时，膨胀的化合物。
如何防治？
因此在选择冻存细胞的容器时应考虑到这个因素。容器因水的膨胀而发生破裂是引起试剂污染的重要原因。为了避免金属离子、有机分子、细胞内毒 素等物质对水的污染，在配制液体，清洗容器时必须使用不含杂质的超纯水。
需要注意的是，超纯水放置过久其纯度会下降。在高压蒸气灭菌及蒸馏水时水经常被污染，因为高压蒸气锅及纯水机的常规维护后可能有少量的化学物质残留。
为了保证水的纯度，我们应采取措施尽量避免化学物质的残留。动物血清是细胞培养中常用的天然培养基，但血清又是潜在的生物及化学污染的来源。由于血清采集于多个动物，而且不同厂商的生产工艺及质量各不相同，因此血 清中许多成分的浓度存在很大的变异。血清对不同细胞的促生长能力及毒副作用取决于这些细胞的分化功能、组织来源及培养基的成分等因素。
在进行一系列实验时，为了保证实验的可重复性，最好选用同一批次的血清。培养液、培养附加成分、试剂 培养液、培养附加成分、试剂都可能成为化学性污染的来源。细胞培养使用的所有物质都应是高纯度的，并经过权威机构的鉴定，实验者本人也应对上述成分进行 纯度鉴定。同时，正确配置和储存培养液及试剂也是非常重要的，应该采取标准的操作步骤，避免液体体积计算错误，混用类似化合物等错误。
3、培养器皿及容器细胞培养过程中会使用到各种不同的培养器皿及容器。培养器皿的大小，构形设计可能会影响到培养中气体交换、湿度、培养液的pH值和细胞生长密度。培养器 皿的工艺及灭菌过程中的差异可能对培养体系产生影响。
塑料制品在生产过程中可能残留一些有毒成形剂，生产工艺的不同可能引起器皿表面附着能力的不同。储存 不同物质时应选用合适的塑料或玻璃容器，因为酒精、强酸、强碱能够溶解塑料或玻璃的某些成分。
4、微生物污染
由于体外培养的细胞自身没有抵抗污染的能力，而在培养基中加抗生素的抗污染能力也是有限的，因而细胞微生物污染一旦发生往往是无法挽救的。一般在细胞受到污染早期或污染较轻时，能及时处理并除去污染物，部分细胞还有可能得到挽救。但当细胞持续在污染环境中生长时，轻者细胞生长缓慢，分裂相减少，细胞变得粗糙，轮廓增强，胞浆中出现较多的颗粒物质；较重的细胞增殖停止，分裂相消失，细胞质中出现大量堆积物，细胞变圆或崩解，从瓶壁脱落。
不同的微生物污染物对细胞的影响也有差别，微生物中支原体和病毒对细胞形态和技能的影响是长期的，缓慢的和潜在的。而霉菌和细菌增殖迅速，能在很短的时间内抑制细胞生长或产生有毒物质杀灭细胞
5、霉菌污染
表现：真菌的种类很多，污染的多是曲霉菌，白色念珠菌，酵母菌，黑霉菌，孢子菌等。霉菌污染后多数在培养液中形成淡黄色或是白色的漂浮物，一般肉眼可见，较易被发现，短期内培养液多不变混浊。
倒置显微镜下可以看见细胞之间有纵横交错穿行的丝状，树枝状或管状菌丝，并漂浮在培养液中。很多菌丝在高倍镜下可以看见链状排列的菌株。念珠菌及酵母菌菌株呈卵圆形，散在细胞上及细胞周边生长。有时通过显微镜可能会发现在培养瓶外壁生长的菌丝，较易误认为污染。发现瓶外的菌丝后应及时用酒精擦拭干净。
如何防治：
首先，需确定污染物是细菌、真菌、支原体，还是酵母。现在你确认是霉菌污染。因此，尽快把污染细胞与其它细胞系隔离开，同时需要对实验过程中所用的器材和试剂做处理。一般来说，高浓度的抗生素和抗霉菌素都可能对细胞或细胞系有毒性作用，因而，做剂量反应实验确定抗生素和抗霉菌素产生毒性的剂量水平。这点在使用抗生素如两性霉素B和抗霉菌素如泰乐菌素时尤其重要。
二、下面是推荐的确定毒性水平和消除培养污染的实验步骤
1) 在无抗生素的培养基中消化、计数和稀释细胞，稀释到常规细胞传代的浓度。
2) 分散细胞悬液到多孔培养板中，或几个小培养瓶中。在一个浓度梯度范围内，把选择抗生素加入到每一个孔中。例如，两性霉素B推荐下列浓度，0.25，0.50，1.0，2.0，4.0,8.0 mg/ml。
3) 每天观测细胞毒性指标，如脱落，出现空泡，汇合度下降和变圆。
4) 确定抗生素毒性水平后，使用低于毒性浓度2－3倍浓度的抗生素的培养液培养细胞2－3代。
5) 在无抗生素的培养基中培养细胞一代。
6) 重复步骤4
7) 在无抗生素的培养基中培养 4－6 代，确定污染。
三、细胞污染对实验的影响
不管发生哪种类型的污染都会造成相同的结果。即必须重新做实验，因此浪费工作时间，增加实验成本，降低实验重复性。而且以污染细胞和未污染细胞为基础进行试验时，有可能得到的实验结果完全不同。更为严重的是，如果你所研究的细胞是另外一种细胞的话，那所做的所有工作可能会一文不值。
目前，学术界对细胞污染的报道越来越多。《The Scientist》期刊的 2008 年 9 月 16 日期发表了 Megan Scudellari 撰写的题为 A case of mistaken identity 的文章，文中指出现已发表的 650 多项研究中所用的乳腺癌细胞可能并不是真正的乳腺癌细胞。
四、如何预防污染
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