低黏附三维肿瘤球:2000细胞/孔与半量换液

使用Corning4515圆底低黏附板,给出2000细胞/100µL候选、150×g聚集、50µL半换液及球形态记录。

01本篇适用条件

本例固定ATCC HeLa CCL-2与Corning4515黑壁透明圆底超低黏附96孔板,使用EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂。4515官方建议工作体积75–300µL,本页选100µL。HeLa可能形成松散聚集体而非紧实球,需通过预试判断;不能保证任意肿瘤株都能“一孔一球”。低黏附成球不等于癌干细胞富集,不能仅凭形态宣称癌干性、自我更新或体内致瘤性。

02实验原理

圆底低黏附表面把细胞集中,观察是否形成边界可辨、相对紧实的单个聚集体。先做500、2000、5000细胞/孔的密度预试,再固定后续条件。半量换液从侧壁取走50µL并补50µL,避免把球吸走;每次保留球是否仍在孔内的图像记录。

03安全与适用范围

HeLa按BSL-2培养。低黏附板移动和离心均盖好板,使用相容板架与配平板。禁止打开离心机后立即用力甩板;吸出的培养液按人源细胞废物处理。

04材料与仪器

Corning4515低黏附板;HeLa健康单细胞液;EMEM、FBS、PBS;计数材料、P200移液器;37°C/5%CO₂培养箱;兼容微孔板150×g离心机;带标尺明场成像系统。

05配液与用量

配制/孔型用量结果
完全培养基100mLEMEM90mL+FBS10mL10%FBS
2000细胞候选液2mL1×10⁶活细胞/mL原液40µL+完全培养基1960µL2×10⁴活细胞/mL
每孔接种上述悬液100µL2000活细胞/孔
500细胞预试2×10⁴/mL液250µL+培养基750µL5000/mL,每100µL含500个
5000细胞预试1×10⁶/mL原液50µL+培养基950µL5×10⁴/mL,每100µL含5000个
第3、5天换液从100µL中取50µL,再补50µL新鲜培养基体积仍100µL;不是全换

每密度先3孔,外圈孔如加无菌PBS作蒸发缓冲应单独记录,不能把其算成检测孔。加药研究另行计算半换液后浓度,不因补入“原浓度药液”就假定处理始终恒定。

06时间安排

时间操作
第0天配单细胞,100µL/孔接种并轻柔集中
6、24小时观察细胞是否集中、是否单个聚集体
48、72小时测长短径、边缘完整性;第3天半换液
第5天再半换液,记录是否丢球
第7天保存完整时间序列并判断模型可用范围

07开始前的准备

只使用状态好且团块少的起始细胞,先确认4515型号而非普通U底板;普通板不能靠“圆底”自动获得低黏附性质。预设每孔一团、无贴壁爬出、位置可重复成像作为形态目标;圆度≥0.8可作待验证教学阈值,不能用它证明细胞活性。

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. 温和收获HeLa并计活浓度,记录起始活率,教学目标≥90%;团块明显时先优化解离,不把大团作为单细胞接种。
  2. 按表配2mL、2×10⁴活细胞/mL悬液,轻柔混匀后每个候选孔加100µL,至少3技术孔。
  3. 分装每排前重新轻混细胞管,保持同一体积和密度;板图标清密度、孔号和独立培养批次。
  4. 盖好板,与相容配平板一起在室温150×g离心3分钟,将细胞集中到圆底;此条件为教学选择,先确认细胞与板的耐受。
  5. 轻拿板放入37°C、5%CO₂培养箱,保持水平,不在移入时猛晃使集中团散开。
  6. 6小时和24小时用明场拍完整孔底,记录是否一个中心聚集体、多个散团或细胞贴壁;采图时间保持简短。
  7. 48小时和72小时在同放大倍数下拍照,测最大径与垂直短径,保持焦平面与标尺一致。
  8. 第3天用枪头贴远离球体的一侧孔壁,从靠上液层缓慢吸50µL,肉眼或镜下确认球仍在孔底。
  9. 沿侧壁缓慢补50µL37°C预温完全培养基,最终100µL,不直接向球体喷液;立即拍照确认未吸走或打散。
  10. 第5天重复半量换液并观察,到第7天保存球体面积、圆度、长短径和有无坏死样中心;中心暗色不能单凭明场认定坏死。
  11. 球近似圆形时可用平均直径d估算体积V=πd³/6;明显不规则团只报告投影面积和长短径,不强用球体积。
  12. 每孔作为一个技术单位,先确定稳定成球窗口再进入处理实验;不同天记录同一孔,不把重复拍照当多个独立样本。

09结果判断与质控

例如球平均直径300µm=0.30mm,估计体积π×0.30³/6≈0.0141mm³;这只是几何近似。松散团、多团或贴壁爬出的孔应按预设形态标准标记,不能挑唯一好看的球代表全板。球直径变小可能是压实、丢细胞或死亡,需结合专门活性终点。

HCT116三维球体药物剂量与时程完整响应曲线

完整保留HCT116三维微球、帕比司他处理不同时间的全部剂量曲线及图例;每个时间点使用独立孔,读数前混匀30分钟。来源为悬滴建球体系,不是本篇HeLa二维培养,也不等同本篇低吸附圆底建球方案。

Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 10,物理PDF第16页来源机构版权;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 ↗

10实验记录模板

批次/孔活率/接种数板型号/100µL核对离心×g/分钟24/48/72h形态换液日期/丢球直径/面积/图号
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11常见问题与排错

多个小团:查初始团块、板型、集中步骤和移动震荡。第3天球消失:查吸液位置与吸出液,记录丢球,不能把空孔零面积当药效。边缘孔变化大:查蒸发与板温,固定外圈使用策略,不事后删除不利孔。

12参考资料

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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。