HeLa 划痕入门:24孔板铺多少、怎么洗、同一视野怎么拍

提供24孔板的教学起始密度、500 µL培养体系、200 µL枪头划痕、两次温和洗涤、0/6/12/24小时定位成像及面积闭合计算。

01本篇适用条件

本例使用ATCC HeLa CCL-2,扩增和观察培养基为EMEM(30-2003)+10%FBS(30-2020),37°C、5%CO₂。它是“单层间隙闭合”的操作教学,不宣称是已验证的HeLa纯迁移测定,更不直接代表体内伤口愈合。ATCC来源用于核对细胞培养条件;下面的24孔板密度、枪头规格、洗涤量和采图时间全部是待本室预实验确认的教学设置,未冒充ATCC划痕方法。

本页先学习不加药的基线闭合,以3个独立培养孔演练重复定位。全程保留10%FBS,不预设无血清饥饿或丝裂霉素处理。若目标是比较迁移,须另行验证处理条件下的增殖、死亡和脱落影响,并制定相应研究设计;不能为了“减少增殖”临时添加未经验证的细胞毒性处理。

02实验原理

用同一种枪头在连续贴壁单层上制造一条间隙,再回到同一位置测无细胞面积。观察窗口取决于细胞何时形成完整单层、间隙宽度及何时接近完全闭合;先用无处理细胞确定窗口,再进行处理比较。没有0小时图、没有定位信息或间隙已提前闭合的孔,不能补成一条可信时间曲线。

03安全与适用范围

HeLa CCL-2按ATCC BSL-2和机构流程操作,划痕、吸液、洗涤都在Ⅱ级生物安全柜内完成。枪头立即进入指定废物容器;显微成像转移时盖好板,避免污染共享设备。

04材料与仪器

  • 稳定生长、准入检测合格的HeLa悬液;组织培养处理24孔板,教学先用3个孔。
  • 同品牌同规格的无菌200µL枪头,每孔一支;同规格移液器;细胞计数材料。
  • 完全培养基、无钙镁D-PBS、无菌吸液耗材;Ⅱ级生物安全柜和37°C/5%CO₂培养箱。
  • 倒置显微镜及相机,优先有载物台坐标;10×物镜和足以覆盖间隙两边的成像视野。
  • 细尖记号笔只标培养板外底面、图像文件夹和可测面积的ImageJ/Fiji等工具;不在细胞接触面写字。

05配液与用量

配制或使用对象具体量结果/用途
完全培养基100mLEMEM90mL + FBS10mL10%FBS
铺板悬液2mL,原液1×10⁶活细胞/mL时细胞悬液400µL + 完全培养基1600µL2×10⁵活细胞/mL
24孔板每个实验孔上述悬液500µL1×10⁵个活细胞/孔;3孔需1.5mL
每孔第一次洗涤无钙镁D-PBS500µL沿孔壁加入后吸走
每孔第二次洗涤无钙镁D-PBS500µL每孔共用PBS1mL,两次均弃去
划痕后最终培养液完全培养基500µL/孔三孔共1.5mL,洗涤残液应先吸净

1×10⁵个/孔是起始候选,并非保证24小时形成单层。必须显微检查到连续、约95%–100%汇合且无大片脱落后才划痕;若24小时尚不足,继续观察至48小时或下次重新优化起始密度,不在稀疏细胞上硬做。

06时间安排

时间操作判断
第0天每孔500µL、1×10⁵活细胞铺板均匀贴壁
第1天,必要时延至第2天显微检查单层达连续95%–100%汇合才开始
划痕前固定方向、标记3个定位点/孔标记不遮目标间隙
0小时单次划痕、PBS洗2次、加500µL培养基、立即拍照保存真实起始面积
6、12、24小时同坐标同设置拍照提前全闭合则不能继续区分闭合速度
图像齐全后盲化、分割、按孔汇总同孔多视野不当独立生物重复

07开始前的准备

  1. 先安排无处理预实验,用3孔测试1×10⁵个细胞/孔能否在24–48小时形成连续单层,以及一条间隙在6、12、24小时是否仍可测量。太早完全闭合时下次提前采图,不事后编造中间点。
  2. 培养板外底部为每孔标记3条短定位线,使每条线与预定划痕相交;不要在目标间隙正下方画粗黑线。若显微镜有坐标,记录每孔3个具体x/y位置并保存预览。
  3. 预先写质控规则:例如无大片底膜损伤、两侧细胞层连续、目标视野可重复定位,且初始宽度在本次预实验确定范围内。不要看到闭合结果才决定哪些图“画得好”。
  4. 每孔准备至少1mL PBS和500µL预温完全培养基。正式采图顺序固定,尽量缩短离箱时间,记录每张实际时间;不同孔0小时也不能全写成同一秒。
低密度与高密度贴壁细胞显微图并排比较

左、右为CHO-K1的低密度与高密度示例,用于学习观察细胞间空隙及密度变化。细胞株不是本教程HeLa,不能当作本篇培养结果或据图套用传代阈值。来源为ATCC技术指南,非商业推广。

ATCC Animal Cell Culture Guide:CHO-K1 low/high density images厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
HeLa低密度与高密度细胞形态完整双图

原图为HeLa的低密度(左)和高密度(右)形态,保留两面板及100 μm标尺。仅去除顶部目录编号栏;此为来源机构参考图,不是本篇实验结果,不能按其图像密度直接设定传代或衰老阈值。

ATCC,HeLa细胞形态参考图来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

08逐步操作

  1. 计数后配2mL、2×10⁵活细胞/mL悬液,给3孔各加500µL。前后左右平移培养板让细胞分布均匀,置37°C、5%CO₂培养24小时,不圆周摇动形成中央堆积。
  2. 观察每孔至少5个区域,确认连续单层、约95%–100%汇合且无明显空洞或污染。未达到时继续培养并记下实际时间;过密起层或细胞已退化则重新铺板。
  3. 划痕前拍一张单层图。将板放柜内,使用同规格无菌200µL枪头,以近垂直姿态轻触孔底,沿预定直线从孔一端平稳划到另一端,一孔一条、一次通过,每孔换枪头。
  4. 压力只需移开细胞层;不反复来回刮、不为了修直间隙追加第二刀。若底面出现明显刮伤或大片细胞层掀起,记录该孔失败,不把受损视野当迁移下降。
  5. 立即从孔侧吸去含脱落细胞的旧液。沿孔壁缓慢加入500µL PBS,轻柔平移一次后从侧边吸走;再用新的500µL PBS重复一次。每次都不让枪头触及间隙边缘,也不让细胞层风干。
  6. 沿壁加入500µL预温完全培养基。盖好培养板,检查是否仍有大量漂浮细胞遮住间隙;若两次洗后仍无法清楚成像,标记异常,不追加猛烈冲洗改变损伤范围。
  7. 尽快在10×物镜下找到每孔3个预设视野,保存0小时原图及比例尺。视野必须包括间隙两边,记录孔号、定位标记/坐标、曝光与拍照时间。0小时从换入最终培养液后开始计时,不能用划痕前图代替。
  8. 将板回37°C、5%CO₂培养箱;在6、12、24小时按相同顺序回到相同3个位置拍摄。固定物镜、曝光、图像分辨率和分析范围,室温观察时间保持简短且各孔相近,记录实际偏差。
  9. 为图像副本生成不含条件的编号,原图只读保留。在同一视野的全部时间点使用相同大小ROI和一致的间隙定义:无细胞区域为面积,不把漂浮碎片误分为贴壁细胞。
  10. 以该视野自己的A₀计算闭合率=(A₀−Aₜ)/A₀×100%。先求同一孔3个合格视野平均,再将孔作为技术重复汇总;研究比较需独立培养批次,不能把9个视野当n=9独立实验。
  11. 同时记录孔内细胞数量、分裂表现、死亡和边缘脱落。保存分割轮廓与测量表,报告“间隙闭合”;没有独立增殖/死亡控制时,不把百分比写成纯迁移速率。

09结果判断与质控

例如同一视野A₀=0.80mm²、6小时A₆=0.60mm²、12小时A₁₂=0.36mm²、24小时A₂₄=0.08mm²,则对应闭合率25%、55%、90%。面积单位可用像素²,但同一配对图必须比例和ROI一致;要报告mm²须用本物镜的标尺校准。

若12小时已完全闭合,24小时图不能再用于区分该孔更早的闭合速度。出现Aₜ>A₀、闭合率为负时保留原值,检查细胞脱落、毒性、对焦和定位,不把负数强制改成零。本例仅演示基线时间序列,不提供未经测量的预期HeLa闭合率。

10实验记录模板

批次/细胞/代次铺板活浓度/活率每孔细胞数/体积划痕前汇合度枪头规格/操作者实际单层培养小时
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孔/视野/坐标0h文件/时间6h文件/时间12h文件/时间24h文件/时间A₀/A₆/A₁₂/A₂₄闭合率/异常
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11常见问题与排错

  • 同一孔宽窄不均:固定握法、方向和操作者,在预实验练习;严重不合质控的视野依预设规则标记。不能用窄处0小时配宽处12小时。
  • 第二次找不到同一位置:外底标记过少或未记录坐标;本孔时序不可可靠配对,保留缺失记录,不随便选一个相似视野补上。
  • 洗后单层大片脱落:孔底被刮伤、冲液太猛或起始状态差;下次沿壁加液并减少压力,不靠补加细胞修复实验孔。
  • 差异看似大但对照生长也不同:查增殖、死亡和细胞密度,结合其他终点再判断;仅凭CCK-8正常也不足以排除增殖混杂。

12参考资料

  • ATCC:HeLa CCL-2:已核对细胞身份、EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂与安全等级;该页不是划痕验证文献。
  • ATCC:Animal Cell Culture Guide:用于培养状态、污染检查和计数原则。
  • 本页划痕参数为明确标出的教学预实验起点;尚无本室该株的铺板密度、闭合窗口或纯迁移效应验证数据。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。