克隆形成实验:每孔200个单细胞到铺板效率和存活分数

以HeLa六孔板200细胞/2mL为候选,写出两级稀释、换液、≥50细胞集落规则与PE/SF计算。

01本篇适用条件

细胞为ATCC HeLa CCL-2,组织培养处理6孔板,每孔2mL EMEM+10%FBS,37°C/5%CO₂。本页学习低密度单细胞形成可辨集落,不是软琼脂非贴壁生长实验。200个/孔、10–14天是教学候选,先以50、100、200个/孔预试铺板效率及集落融合情况。处理后接种的实验应另有明确处理、洗药与收集方案,不能把未经定义药物混入基线教程。

02实验原理

克隆形成反映细胞长成集落的长期能力,短时膜完整性正常并不保证形成集落。每组至少3个技术孔,分装前保持单细胞与均匀混合;终点以能可靠计数且未大面积融合为准。阈值可预定为一个连续集落含≥50个细胞,各组一致,不能看到结果后改变阈值。

培养细胞生长曲线标示迟缓期、对数期、平台期及倍增时间

按曲线辨认迟缓、指数和平台生长期,并理解倍增时间来自指数阶段。此为通用示意,不是HeLa的实测生长曲线;不能从图读取本篇200细胞铺板或传代的等待天数。来源为ATCC技术指南,非商业推广。

ATCC Animal Cell Culture Guide,Figure 1:Growth curve for cells grown in culture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 ↗

03安全与适用范围

HeLa按BSL-2操作,低密度长时间培养注意隔离与污染记录。甲醛、结晶紫按SDS使用,固定和染色在合适化学防护条件下完成;含染料废液单独收集。

04材料与仪器

健康HeLa单细胞液;6孔板;EMEM、FBS、PBS;商业4%甲醛固定液;Sigma结晶紫C0775、纯水;移液器和计数板;明场镜及整孔成像设备,带比例尺的计数软件或透明网格。

05配液与用量

配液具体量结果
完全培养基100mLEMEM90mL+FBS10mL10%FBS
第一稀释液1mL1×10⁶活细胞/mL原液10µL+完全培养基990µL1×10⁴活细胞/mL
低密度悬液10mL上一液100µL+完全培养基9900µL100活细胞/mL
每孔铺板上述悬液2mL200活细胞/孔;3孔需6mL
染液10mL结晶紫50mg,加水至10mL0.5%w/v;过滤后使用
终点每孔4%甲醛1mL,随后0.5%结晶紫1mL分别固定15分钟、染20分钟

两次都是100倍稀释,总1万倍;1×10⁶÷10⁴=100/mL。第一次若实际活浓度不是1×10⁶/mL,先重新计算,不能沿用标签直接分装。

06时间安排

时间操作
第0天计数、两级稀释、200细胞/孔铺板
第1天核对单细胞贴壁,避免移动冲散
第4、7、10天沿壁温和换2mL液并观察集落
第10–14天达可计数集落且未融合时统一终止

07开始前的准备

首次先确定空白培养对照、基线铺板效率和终止日。研究处理组接种数可根据预试适当提高以取得可数集落,但必须逐组记录真实活细胞接种数;各组不能仅按相同体积计算。准备0细胞培养基空白以识别染料颗粒和污染。

08逐步操作

  1. 检查起始HeLa状态和污染检测,温和收获成单细胞,取独立样本计活浓度与活率,记录当前代次。
  2. 先以10µL原液加990µL完全培养基配第一稀释液,轻柔混匀,不能依靠摇板完成管内混匀。
  3. 从第一液取100µL加9900µL培养基,配10mL、100活细胞/mL悬液;每一步换枪头并记录倍数。
  4. 给3个技术孔各加2mL,分每孔前重新轻混母液;另留一个无细胞空白孔加2mL培养基。
  5. 水平前后左右平移板,37°C、5%CO₂培养;首次数小时避免频繁取出,防止细胞聚到边缘。
  6. 18–24小时显微检查是否主要为分散单细胞或小簇,保存图像;大团块起始的孔不能作为单细胞克隆形成例。
  7. 第4天从远离集落的一侧缓慢吸液,沿壁加入2mL预温完全培养基;第7、10天同法换液,不用PBS反复冲洗。
  8. 每次记录集落大小、是否融合及污染。按预试确定统一终点,在约10–14天、≥50细胞集落可辨且未大量融合时结束,不给处理组无限延长生长。
  9. 吸去培养基,沿壁用PBS1mL轻洗一次,加商业4%甲醛1mL,室温固定15分钟,再温和洗去固定液。
  10. 加1mL0.5%结晶紫,室温20分钟;温和洗至背景清楚,倒置晾干,不能用纸擦底面细胞。
  11. 拍整孔图,按预设≥50细胞阈值计集落,融合边界不清的区域标记,必要时用高倍核对,保留原图和圈选。
  12. 计算PE=集落数÷接种活细胞数×100%;处理组SF=处理集落数÷(接种活细胞数×对照PE小数)。技术孔先汇总,独立批次再作统计。

09结果判断与质控

对照每孔接种200个活细胞、形成160个集落,则PE=80%。处理后仍接种200个、形成80个集落,SF=80÷(200×0.80)=0.50,即50%。把处理集落数简单除以200得40%是未校正铺板效率的比例,不能与SF混称。

10实验记录模板

批次/孔号原活浓度/活率各级稀释体积接种活数换液日期/终止日合格集落数PE或SF/融合备注
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11常见问题与排错

集落融合:下次减少接种数或提前终止,不能把融合块随意拆成多个。对照PE低:查起始细胞损伤、团聚、低密度支持性和换液冲击。污染:该孔如实记录并按预设规则排除,不用抗生素压住后继续当正常克隆培养。

12参考资料

  • ATCC:HeLa CCL-2,已核对该株培养配方与条件。
  • ATCC:Animal Cell Culture Guide,已读取细胞计数、低密度接种与生长状态原则。
  • 本文六孔板200细胞、10–14天、≥50细胞集落与固定染色量为明确教学方案,需用本株预试验证,不是ATCC给出的克隆形成性能保证。
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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。