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細胞學(xué)堂 | 一文揭秘細胞空泡之謎

更新時(shí)間:2024-07-05  |  點(diǎn)擊率:185

細胞中的空泡是指在光學(xué)顯微鏡下清晰可見(jiàn)的一種泡狀結構,其光學(xué)特性與細胞質(zhì)形成鮮明對比。當細胞內部出現這種具有獨-特光學(xué)特征的泡狀結構時(shí),我們稱(chēng)之為細胞空泡化現象。


本期細胞學(xué)堂,我們就來(lái)聊一聊細胞空泡化現象產(chǎn)生原因以及如何解決。


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細胞空泡的來(lái)源


細胞空泡的來(lái)源廣泛,主要源自細胞內的多種膜結構細胞器,如線(xiàn)粒體、內質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體等。這些細胞器在特定的生理或病理條件下,可能經(jīng)歷一系列復雜的生物化學(xué)過(guò)程,都可能導致細胞內部形成空泡。

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圖1. 光學(xué)顯微鏡下的細胞空泡



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細胞產(chǎn)生空泡的原因及解決辦法


1

細胞老化

在原代細胞培養的過(guò)程中,由于細胞老化而出現空泡的情況較為常見(jiàn)。原代細胞體外增殖能力有限,當細胞在體外培養時(shí)間過(guò)長(cháng),會(huì )因自發(fā)老化而產(chǎn)生空泡,甚至導致細胞死亡。同樣的,對于細胞系來(lái)說(shuō),隨著(zhù)傳代次數的不斷增加,細胞也可能因老化而產(chǎn)生空泡。

-解決方法-

對于原代細胞,建議使用較低代次的細胞實(shí)驗,并盡量避免長(cháng)時(shí)間的體外培養,以減少細胞老化和空泡形成的風(fēng)險;對于細胞系,應嚴格控制傳代次數,避免使用高代次細胞,以防止細胞因過(guò)度傳代而老化,進(jìn)而產(chǎn)生空泡等問(wèn)題。

2

更換培養基或血清或培養基理化性質(zhì)改變

更換細胞使用的培養基或血清,細胞可能會(huì )出現不適應的情況,導致空泡的產(chǎn)生;細胞培養所用的培養基,若因配制錯誤、儲存不當、過(guò)期仍使用或是血清質(zhì)量不過(guò)關(guān)等,均可能引發(fā)培養基的理化性質(zhì)如pH、滲透壓等發(fā)生改變,進(jìn)而影響細胞狀態(tài),甚至導致細胞出現空泡。

-解決方法-

細胞剛到貨時(shí)不建議直接更換培養基和血清,為了避免細胞不適應,可以將原瓶培養基和自配培養基過(guò)渡使用。

配制新鮮培養基,并調整到合適的pH和滲透壓,再進(jìn)行細胞培養。推薦您使用普諾賽®細胞培養基,產(chǎn)品種類(lèi)齊全,擁有嚴格的質(zhì)控體系,并可根據需求提供定制化服務(wù),幫助您有效規避因培養基質(zhì)量問(wèn)題導致的細胞空泡化甚至死亡的風(fēng)險。

3

細胞消化不當

在處理如貼壁細胞等需要消化的細胞時(shí),解離試劑的選擇、消化時(shí)間的控制、操作力度的把握等都至關(guān)重要。解離試劑選擇不當,消化時(shí)間過(guò)長(cháng)或操作力度過(guò)大等均可能導致細胞受損,進(jìn)而引發(fā)細胞空泡的產(chǎn)生。

-解決方法-

針對不同細胞選擇合適的解離試劑、控制消化時(shí)間,在消化過(guò)程中操作輕柔,最-大程度降低消化過(guò)程對細胞的損傷。推薦您使用普諾賽®細胞解離試劑,產(chǎn)品種類(lèi)眾多,總有一款滿(mǎn)足您的細胞消化需求。

4

傳代或換液不及時(shí)

細胞長(cháng)滿(mǎn)后未及時(shí)傳代或細胞長(cháng)時(shí)間未換液,會(huì )導致培養過(guò)程中細胞代謝副產(chǎn)物的累積和營(yíng)養物質(zhì)的耗盡,可能誘導細胞自噬的發(fā)生,進(jìn)而細胞出現空泡化。

-解決方法-

定期觀(guān)察細胞生長(cháng)狀態(tài),及時(shí)傳代和換液。通常細胞匯合度80%左右時(shí)傳代,2~3天需更換一次新鮮培養基。

5

細胞污染

在細胞培養的過(guò)程中,若出現細菌、支原體、黑膠蟲(chóng)等污染,將會(huì )導致細胞狀態(tài)明顯變差,并可能引發(fā)細胞產(chǎn)生空泡等異?,F象。

-解決方法-

細胞培養過(guò)程中,增強無(wú)菌操作意識,使用無(wú)菌試劑、耗材。對于支原體、黑膠蟲(chóng)等不易察覺(jué)的污染,可以定期檢測或空培確定是否發(fā)生污染。及時(shí)發(fā)現,及時(shí)處理,有效防止污染范圍的擴大。

6

細胞藥物處理

在細胞實(shí)驗中,研究人員可能會(huì )加入特定的藥物(如氯喹、氨基糖苷類(lèi)抗生素、細胞凋亡誘導劑等)對細胞進(jìn)行誘導處理。這些藥物通過(guò)影響細胞的代謝過(guò)程誘導細胞發(fā)生特定的生物學(xué)變化,但也可能產(chǎn)生細胞毒性,進(jìn)而可能導致細胞內出現空泡甚至引發(fā)細胞死亡。

-解決方法-

在使用藥物進(jìn)行細胞誘導處理時(shí),可根據實(shí)驗設計需要,調整藥物的濃度和處理時(shí)間,降低藥物對細胞的毒性作用。



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細胞空泡化是否可逆


細胞空泡化是否可逆主要取決于空泡形成的原因和細胞狀態(tài)。具體而言:

如果空泡形成是由短期的培養環(huán)境變化(如溫度波動(dòng)、運輸過(guò)程中的刺激等)所誘發(fā)的細胞應激反應,當不利因素消除時(shí)并恢復細胞至其適宜的生長(cháng)環(huán)境后,細胞可能會(huì )恢復到正常的形態(tài)和功能。

如購買(mǎi)常溫發(fā)貨的細胞,因快遞運輸刺激,細胞到貨時(shí)可能出現空泡(見(jiàn)圖2)?;謴驼E囵B條件并穩定傳代后,細胞空泡會(huì )消失(見(jiàn)圖3)。

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圖2. MC3T3-E1 Subclone 14細胞經(jīng)過(guò)快遞運輸刺激收貨時(shí)細胞狀態(tài)


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圖3. MC3T3-E1 Subclone 14細胞穩定傳代后


當細胞因狀態(tài)變差、培養條件改變、污染等不利因素而出現空泡化時(shí),意味著(zhù)細胞的結構和功能已經(jīng)遭受了嚴重的破壞,其空泡化過(guò)程往往呈現出不可逆性,最終可能導致細胞死亡。


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細胞培養基



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普諾賽®

細胞解離試劑





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