細胞培養過程中出現的沉淀
在細胞培養過程中,我們經常會發現液體中出現了一些雜質積淀。如果排除了污染,細胞培養基中的渾濁通常被解釋為金屬元素、蛋白和其他培養基組分的沉淀。
沉淀物大多損害細胞正常增殖,因為他們通過螯合吸取培養基養分和其他需要的組分,從而改變培養基的組成。沉淀物可通過顯微鏡觀察,可能會干擾需要成像分析的實驗。

那為什么會產生這些沉淀呢?
溫度變化
在細胞培養中,溫度是引起沉淀的主要因素之一。當所處溫度發生極端變化時,從溶液中會析出高分子量血漿蛋白;熱失活和凍融循環能促進蛋白降解和沉淀;因為液體或重組成培養基在使用之間保持冷藏儲存,鹽可能沉淀,尤其是 10x 或其他濃縮的儲存液。
失水誘導的濃度改變
如果培養基可能蒸發,培養基組分 (包括鹽) 的濃度將會增加,特別是培養基表面可能容易形成晶體沉淀。
鈣鹽
制備無血清培養基時,組分添加的順序可能導致不可溶分子的形成。鈣鹽尤其容易沉淀,比如 CaCl2 和 MgSO4 在溶液中反應產生 CaSO4 晶體。高壓滅菌和 pH 值不穩定會加劇這一問題。
金屬補充物
銅、鐵和鋅等金屬離子是細胞生長所必需的,是無血清培養基的重要補充物。培養系統中其他血清組分的缺失可能導致這些金屬沉淀,為細胞形成有毒的環境。在較高 pH 環境下 (一般>8 時),碳酸鹽和氫氧根離子與銅離子、磷酸鹽和氫氧根離子與鐵離子、碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧根離子與鋅離子、氫氧根離子與鎂離子易形成不溶性沉淀物;在氧化條件下,銅和鋅更易于沉淀。
金屬沉淀物及對應顏色
| 金屬沉淀物 | 顏色 |
| 硫化亞銅(I) | 黑色 |
| 氧化銅(I) | 黑色 |
| 氧化亞鐵(I) | 黑色 |
| 硫化亞鐵(II) | 黑色 |
| 氫氧化銅(II) | 藍色 |
| 磷酸亞鐵(II) | 藍色 |
| 胱氨酸亞銅 | 藍-灰色 |
| 碳酸銅(II) | 藍-深綠色 |
| 氯氧化銅(II) | 藍-綠色 |
| 醋酸鐵(III) | 棕色 |
| 碳酸鈣 | 無色 |
| 磷化亞銅(I) | 灰-黑色 |
| 氧化鎂 | 灰-綠色/棕-黑色 |
| 三氧化二鐵(III) | 紅-黑色 |
| 氫氧化鐵(III) | 紅-棕色 |
| 碳酸錳 | 玫瑰色 |
| 磷酸鋅 | 灰色 |
| 磷酸鈣 | 白色 |
| 磷酸鎂 | 白色 |
| 氫氧化鎂 | 白色 |
| 過|氧|化|鎂 | 白色 |
| 焦磷酸鎂 | 白色 |
| 碳酸鋅 | 白色 |
| 氧化鋅 | 白色 |
| 硫化鋅 | 白色 |
| 碳酸亞銅(I) | 黃色 |
| 氫氧化亞銅(I) | 黃色 |
| 過|氧|化|鋅 | 黃色 |

污染
培養基渾濁可能是細菌或真菌污染造成的。
詳細情況可回顧上一集內容→《細胞培養常見問題》
常見原因和解決方案
? 溫度
解決方案:
1. 參考供應商說明書選擇最佳的培養基儲存和操作方法
2. 避免反復凍融
? 鈣鹽
解決方案:
1. 逐個添加其它培養基組分之前,用去水離子水單獨溶解 CaCl2
2. 可添加緩沖液避免滲透壓的變化。
? 濃度
解決方案:
1. 確保培養瓶/板不經歷蒸發,監測孵育箱加濕效果;
2. 密封培養器皿避免脫水。
? 金屬補充物
解決方案:
1. 鐵結合蛋白轉鐵蛋白的加入可防止鐵在培養中沉淀;
2. 可添加緩沖液避免滲透壓的變化。
3. 向培養基中補充甘露醇或丙酮酸以結合過氧化氫,盡可能降低氧化應激。
