血清是細胞培養試劑中最普遍的試劑之一,之前我們已經介紹過了有關血清的一些小知識(血清知識大盤點),那么今天我們將繼續了解有關血清沉淀與血清熱滅活的相關知識~
血清沉淀是否會影響細胞生長?如何避免?熱滅活血清如何處理?有必要對血清進行熱滅活嗎?
血清沉淀
1. 血清沉淀是什么?血清中經常會出現肉眼可見的沉淀,其成分有多種類型,產生的原因有很多。主要有纖維蛋白(絮狀沉淀)、甲胎蛋白、脂蛋白、冷凝集素、玻粘連蛋白、磷酸鈣(顯微鏡下小黑點沉淀)、膽固醇等。
纖維蛋白(Fibrin)
血清中肉眼可見的沉淀物大多屬于這一類型。由于在生產過程中,血清采集、過濾(3 次 0.1μm過濾)和灌裝處理都是在低溫條件下快速完成, 此時血清中纖維蛋白原(Fibrinogen)處于溶解狀態。但在解凍之后, 血清中纖維蛋白原往往會發生凝集,形成肉眼可見的沉淀。
▲ 纖維蛋白沉淀圖
磷酸鈣(Calcium Phosphate)
這是一種常見的沉淀成分,通常會造成血清出現云霧狀渾濁。當血清在 37℃保存時,這種現象尤其明顯,在倒置顯微鏡下可觀察到小黑點的存在。這些小黑點在布朗運動的作用下四處游動,常被誤認為是微生物污染。
其他成分(Other)
血清中的其他成分也會形成沉淀,例如膽固醇形成的油脂滴和其他蛋白沉淀等。
造成沉淀的主要原因是溫度的改變、熱滅活、反復凍融、長期儲存于2-8℃或者室溫。
我們在出廠前都會對血清進行一系列質檢測試,確保血清質量達到嚴格標準。血清測試和細胞培養經驗也表明,其沉淀成分不會影響血清作為細胞培養添加物的表現。這一點得到了眾多用戶和其他血清供應商的肯定。解凍之后, 血清中纖維蛋白原往往會發生凝集,形成肉眼可見的沉淀。
磷酸鈣顆粒經常會被當成微生物污染而引發不必要的擔憂。一般情況下,當操作人員融化血清后注意到有霧狀渾濁時,常將其存放在 4℃冰箱中觀察,并考慮接下來是否繼續使用。但這樣會使沉淀進一步增多,反而會使血清更加渾濁,進而誤以為存在血清污染。并且,在倒置顯微鏡下,可在血清中觀察到小黑點(磷酸鈣顆粒的布朗運動),更容易使人誤以為存在微生物污染。
為防止這類誤解的產生,我們不建議用戶培養血清來驗證是否存在污染,而是將血清直接接種在細菌培養基上進行培養,以觀察是否有細菌的增殖。并且,進行革蘭氏染色,并在油鏡(100 X 10 倍)下觀察可直接確認是否存在微生物污染。
VivaCell血清采用國際先進標準,經過3次0.1μm過濾,有效去除霉菌、細菌、酵母菌、支原體等,并通過ISO13485質量體系認證。
正確解凍
首先,應按照逐步解凍的方式正確解凍血清:從-20℃取出后,置于4℃冰箱緩慢解凍,最后置于室溫完成解凍。如果直接從-20℃拿到室溫或37℃水浴解凍,則非常容易產生沉淀。在解凍過程中,請注意,應時不時緩慢搖晃血清瓶,可減少沉淀的產生。為避免反復凍融,建議您將血清分裝使用。
使用和保存注意事項
血清沉淀很難預測和避免,出現沉淀后也無需擔憂,這并不會影響血清的品質。已知血清沉淀在以下條件下會有增多的可能:
1) 熱滅活;
2) 37℃培養;
3) 反復凍融;
4) 伽馬射線照射;
5) 2-8℃長期保存;
6) 長期保存于可自動化霜的冰箱中(溫度不穩定);
血清沉淀的形成機理多種多樣,具體的機理尚不十分明確。我們尚不能準確預測和控制血清沉淀的產生。目前市面上所有品牌的血清產品都存在沉淀現象,這一點可以在各品牌官方網站上關于沉淀問題的聲明上得到證實。
我們建議您采用2000rpm離心5分鐘,取上清使用就好,比過濾方便,不需要另外準備濾芯和針筒,且不容易污染。
★血清產品中出現沉淀屬于正常現象,不會影響到血清的品質,對細胞培養也不會產生影響,大家可以放心使用,若不立即使用,血清應保存在-20℃以下。加熱可以滅活補體系統。啟動的補體系統參與溶解細胞事件,刺激平滑肌收縮,細胞和血小板釋放組胺,啟動淋巴細胞和巨噬細胞活化。在免疫學研究中,培養ES細胞、昆蟲細胞和平滑肌細胞時,推薦使用熱滅活血清。
血清熱滅活的步驟在1970年代就已建立,至今成為很多實驗室的常規血清前處理步驟;但許多先前認為必須熱滅活的原因,卻早已經不再成立:
去除支原體污染?
早期血清加工使用的450nm濾膜,早已被100nm濾膜取代;且隨著加工技術的創新及嚴格的監控,血清產品早已沒有支原體污染的疑慮。
去除補體等對熱敏感的物質?
胎牛血清中含有的補體僅為成年牛血清5-50%,而C3(補體中引起免疫反應的主成分)在胎牛血清中則幾乎不能檢出,直接使用血清對大多數的細胞株沒有負面影響。
實驗顯示,大多數的細胞不需要熱滅活血清,對于非必須的細胞來說血清滅活對于細胞生長只有微小甚至無任何作用,還可能造成生長速率降低,沉淀物還會顯著增多,不利于細胞觀察。因此,若非必須,不需要對血清進行滅活處理。
細胞生物學家比較了正常熱滅活胎牛血清對各種細胞株的生長能力影響,發現11株細胞中,熱滅活對6 株細胞有負面影響(紅)、3株無影響(綠)、2株有微弱正面改善(黃)。
▲ 使用未滅活或滅活血清的細胞生長狀況
所以,在正常操作下,熱滅活通常對“細胞生長”沒有明顯的促進作用,反而會破壞血清內生長因子,維生素,氨基酸等珍貴物質,降低細胞增殖速度。
若實驗員設錯水浴溫度或忘記按計時器,都會導致過高的加熱溫度(下圖)或過長的加熱時間(下圖),進而大大降低血清的功能,影響細胞生長的表現。
缺點1:
▲ 過高的加熱溫度降低大多細胞株生長速度(僅一株未受明顯影響)
缺點2:
▲ 過長的加熱時間降低大多細胞株生長速度
(僅一株未受明顯影響)
滅活加熱過程會增加血清的沉淀狀況,而沉淀又常常被認為是微生物的污染,進而耗費大量時間及精力驗證是否污染,導致實驗一再拖延。
將需要進行處理的血清置于56℃水浴30min,建議加放空白對照(同體積水)使用溫度計測溫,以測得溫度為56℃時為計時起始點,加熱中可不時輕度旋轉混勻血清。
在滅活過程中,除了需要嚴格監測加熱溫度及認真計算時間,還有幾個小技巧可以注意噢!
滅活時,水浴槽水面與血清液面等高!
使用水浴槽時,大多數人為避免血清瓶浮起來,會減少水浴槽內的水量,讓水面降低;數據顯示,降低水面也會使瓶內加熱不均、拉長加熱時間,增加血清破壞程度;所以還是建議將水浴槽內水量增加,讓水面與血清液面等高,讓血清最大面積的接觸水流,提高滅活效率!
▲ 對比圖
至于血清瓶漂浮的問題,套上燒瓶用鉛環(下圖)就解決啦!
▲ 固定
滅活后,使用冷水浴降溫!
滅活后如果直接放在室溫或4度冰箱冷卻,僅靠空氣傳導散熱,冷卻效果差(下圖),使得實際降溫時間拉長,對血清的影響較大;反之,流動的冷水浴散熱速度較快,冷卻效果佳,縮短降溫時間的同時,也減少對血清的破壞。
▲ 對比圖
如果必須使用滅活血清,加熱時水浴槽水面高度盡量與血清液面等高;滅活后使用冷水浴取代冰箱降溫,能最大程度減少對血清的破壞。直接選擇購買已滅活的血清產品,也是個好選擇噢!
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