冻存的细胞总是受损?复苏的细胞存活率低?什么时候适合冻存细胞?复苏细胞有什么要注意的?今天小 M 就和大家分享细胞冻存和复苏的“避坑指南”,让你的细胞安心沉睡,再满血复活!
细胞冻存和复苏是细胞培养中的关键环节,直接影响细胞存活率和活力,关系到后续细胞实验能否按照计划有效地进行。要想做好细胞冻存和复苏,首先请牢记下面这四个字:
慢冻快融!
慢冻快融!
慢冻快融!
冻存细胞时,细胞内外环境中的水会形成冰晶。如果直接将细胞冻存到 -196℃ 的液氮中,由于冻结过程中胞外溶液中的水先结冰,使胞外溶液不断浓缩,引起细胞电解质升高、渗透压改变、脱水及蛋白质变性等,会导致细胞受到机械性损伤。在冷冻保存时,细胞外环境中的水会结冰。冷却速度的不同会导致细胞由于渗透脱水而发生不同程度的收缩。细胞外环境的渗透压随着水结成冰晶而不断升高,冷却速度越慢,细胞内水分通过渗透作用移出细胞的时间就越长。
因此,非常缓慢的冷却可能会导致细胞因过度脱水而死亡> 会导致细胞内形成冰晶,这会导致细胞在复温时死亡。中间冷却速度 (B) 则可以平衡渗透脱水和细胞内结冰形成的风险,通常可以实现细胞存活率最大化。
如果在冻存液中加入保护剂 (如 DMSO),可使冰点降低,增加细胞渗透压稳定性。减缓慢速降温过程中的脱水皱缩现象,在缓慢冻结时减少冰晶的生成,使细胞免受损伤[1]。
图 1. 不同冷却速度对细胞存活率的影响。
而在复苏时,需要快速升温,在 1-2 min 内融化并稀释,这时细胞内外还来不及形成较大的冰晶,也不会使细胞长时间暴露在高浓度的电解质溶液中,从而避免细胞损伤,提高细胞存活率。往期小 M 还为大家介绍了细胞冻存和复苏的步骤 (详见往期推文:产品上新丨MCE 无血清无蛋白细胞冻存液)。
了解了慢冻快融的原理,还有哪些 Tips 可以提高冻存和复苏的成功率呢?一起来看看小 M 为大家准备的避坑指南吧!
“哎呀!昨天细胞放在 -20℃ 忘记转移了,现在再放到 -80℃ 应该也没事吧!”那么冻存细胞的最佳时机是什么时候?什么样的细胞浓度合适?要用多少冻存液呢?怎么实现细胞的“慢冻”呢?看小 M 为大家一一揭晓~复苏后第二天发现细胞没有活?好不容易复苏的细胞竟然污染了?怎么才能让细胞满血复活呢?继续和小 M 一起往下看吧!■ 细胞拿取
尽量减少样品从液氮或 -80℃ 取出到放置在解冻装置中之间被动升温的时间,否则会大大影响细胞活力。如果储存装置和解冻装置相隔较远,可使用装有干冰 (-80°C) 或液氮 (-196°C) 的隔热容器临时保存和运送细胞。(注意:从液氮中取细胞时要佩戴护目镜和手套,谨防冻伤及冻存管爆炸!)
a) 解冻细胞时需要快速升温 (50~100℃/min) 才能最大保存细胞活力,最优的解冻方式是 37℃ 水浴[3]。从液氮或 -80℃ 取出冻存的细胞后,稍拧松管盖,防止解冻过程中冻存管炸裂。放入 37℃ 水浴中,持续摇晃 1-2 分钟直至解冻。
通常建议在可见冰融化但样品仍然冰冷(~0℃)时立即停止解冻,常见的做法是在只剩下一小片冰时从水浴锅中取出样品。升温至室温或更高温度会增加冷冻保护剂的细胞毒性,这会极大影响细胞活力[1]。
b) 不建议室温解冻细胞,因为这会导致细胞死亡。
<span class="wx_text_underline" style="margin: 0px; padding: 0px 0px 2px; outline: 0px; cursor: pointer; background: url("data:image/svg+xml,%3Csvg width='8' height='2' viewBox='0 0 8 2' fill='none' xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'%3E%3Cpath d='M3.25 1.5H0.75C0.335786 1.5 0 1.16421 0 0.75C0 0.335786 0.335786 0 0.75 0H3.25C3.66421 0 4 0.335786 4 0.75C4 1.16421 3.66421 1.5 3.25 1.5Z' fill='%2307C160' fill-opacity='0.5'/%3E%3C/svg%3E%0A") 0px 100% / auto 2px repeat-x transparent; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">c) 为降低污染风险,水浴解冻时冻存管管口要高于水面<span class="wx_text_underline" style="margin: 0px; padding: 0px 0px 2px; outline: 0px; cursor: pointer; background: url("data:image/svg+xml,%3Csvg width='8' height='2' viewBox='0 0 8 2' fill='none' xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'%3E%3Cpath d='M3.25 1.5H0.75C0.335786 1.5 0 1.16421 0 0.75C0 0.335786 0.335786 0 0.75 0H3.25C3.66421 0 4 0.335786 4 0.75C4 1.16421 3.66421 1.5 3.25 1.5Z' fill='%2307C160' fill-opacity='0.5'/%3E%3C/svg%3E%0A") 0px 100% / auto 2px repeat-x transparent; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">,避免水流入冻存管,水浴锅中的无菌水也要定期更换。■ 稀释
解冻后应尽快稀释,以减少 DMSO 的细胞毒性。按照培养基:冻存液 ≥10:1 的比例加入培养基进行稀释,然后离心并更换培养基重悬细胞,这样可以减少由渗透压变化导致的细胞应激。■ 换液
依据细胞状态,在细胞贴壁后或 24 h 后换液,继续培养。
Q:为什么我复苏的细胞完全不贴壁?
A:可能是由于细胞冻存前生长状态差或者复苏过程中动作慢,因此一定要挑选生长状态良好、处于对数生长期的细胞进行冻存,操作过程要遵循“慢冻快融”的原则!
Q:为什么我复苏细胞的时候明明已经贴壁了,第二天再去看发现细胞全死了?
A:可能是细胞冻存之前消化过度,导致细胞凋亡,因此消化细胞时一定要严格控制消化时间哦!
Q:细胞复苏后只有非常少量细胞贴壁,是不是需要重新复苏?
A:先不要着急丢掉!可以补加血清和细胞因子,或者每隔 2-3 天换新鲜的生长培养基,经过 2-3 次换液后,大部分细胞就能看到明显增殖,此时再按照正常传代操作即可。当然,如果细胞库存充足,或者着急做实验,可以重新复苏一株细胞~
Q:冻存液配多了,不想浪费,可以留到下次用吗?
A:配好的冻存液在 4℃ 可以暂存 1 周,在 -20℃ 最多可保存一个月。不过最好还是现配现用、避免反复冻融。
本期小 M 为大家介绍了细胞冻存与复苏的相关注意事项,看完小 M 分享的避坑指南,是不是对细胞冻存和复苏的原理以及操作要点了然于心了呢?带着这份指南,一起养出活力满满的细胞吧!