人體內有超過一萬億個細胞。這些整潔的包裹在精致的同步劃分，差異化，變形和伸展，毆打和伸展方面進行協作。就像類似于魔幻現實主義的東西一樣，這些獨立生活的微小構件疊在一起，讓位于一個難以想象的復雜機器：人體。然而，每個細胞內部都是一個巨大的宇宙，核心太陽位于其中心。
一百多年來，科學家們一直試圖窺探這些細胞，哄騙保護良好的秘密，挖掘產生生命（和死亡）的機制。但是，如果細胞附著在體內器官上，怎么能理解細胞呢？
細胞培養以組織培養開始。科學家們砍掉了一些動物和一些器官，并試著在盤子里養了幾天。**早的組織培養物由漂浮在溫鹽水中的雞胚組成。這項技術是由一位名叫Wilhelm Roux的胚胎學家在19世紀后期開創的。其他人很快效仿。20世紀帶來了一系列進步，**終使得細胞而不是組織被分離并保持在營養湯中。20世紀40年代帶來了**個小鼠淋巴細胞系; 20世紀50年代帶來了鷹的著名媒體配方以及現在備受爭議的HeLa系列的建立。
今天，基本原則保持不變，但技術以極快的速度發展。細胞現在無限期地存在于孵化器內。干細胞轉化為心肌細胞，這些心肌細胞在板塊中敲打，或者是具有長而纏繞的軸突卷須的神經元。成纖維細胞被重編程為干細胞。忘了兩個維度！癌細胞以三維（或四個，如果你加入時間成分）生長，模仿體內的腫瘤。科學家越來越接近治療前沿，進展是驚人的。
Lee Ligon是倫斯勒理工學院生物科學系的副教授和副主任。她與細胞一起工作了將近25年，并記得她早年在替補席上引起的興奮細胞培養。“我**次看到熒光線粒體在軸突和樹突中移動 - 現在聽起來很溫和，但當時，它真是令人敬畏！”
Lee Ligon實驗室的成員
如今，她的實驗室致力于制作仿生組織培養模型，特別是腫瘤微環境模型。“我們已經開發出共培養多種細胞類型的方法，使用具有不同機械性質的不同3D ECM（細胞外基質）模型，以及這些特征的各種組合。我們現在正致力于開發一種高通量的通量方法來研究腫瘤微環境的生物力學特性。“
然而，盡管取得了無數進展，但仍有老敵人困擾著實驗并阻礙了調查結果。這些是微生物破壞者，大膽地在細胞培養實驗中建立了商店。這些是訓練有素的工作人員，他們沒有完全掌握無菌技術，偷工減料或忽視協議。根據科學家和**的說法，這些是新研究人員想要獲得成功和競爭力所需要的東西。
然而，盡管取得了無數進展，但仍有老敵人困擾著實驗并阻礙了調查結果。
韋恩州立大學藥理學副教授索科爾托迪強調，正確培訓員工**關重要：“污染始終是一個問題，永遠是一個問題。你可以擁有所有的花里胡哨，但是一旦你將人類引入等式，你就會遇到問題。自己培訓你的員工，如果你不熟悉細胞培養，請確保找到有經驗的人或在線期刊并向他們學習。“考慮閱讀Geraghty RJ等人的文章，開始學習。1
同時要注意令人驚訝的污染源。例如，熒光燈可以光活化HEPES緩沖液，核黃素和色氨酸，從而產生過氧化氫和自由基。血清補充劑是生物和化學污染的常見來源。出于這個原因，**好堅持使用過去成功的特定來源和大量血清。
迄今為止，有488個細胞系被交叉污染或錯誤識別。記錄這些細胞的數據庫由G際細胞系認證委員會維護。
其中**臭名昭著的是MDA-435（或MDA-MB-435）系列。這些細胞于1975年在實驗室研究中出現。從那時起，這些細胞出現在超過一千篇科學論文中，如乳腺癌細胞。然而，事實證明這是一個大問題。當科學家檢查這些細胞的DNA時，他們驚呆了，發現MDA-435是黑素瘤系，而不是乳腺癌系。
期刊現在要求或強烈鼓勵科學家驗證他們的細胞系。2015年的自然評論呼吁科學家在這方面更積極主動，但承認共同的障礙：“如果我們排除無知和漠不關心，那么分析的成本和簡單性似乎是普遍使用細胞鑒定的**大障礙。” 2
STR（短串聯重復）和SNP（單核苷酸多態性）分析代表了驗證細胞系同一性的可行方法。STR涉及分析遍布基因組的重復序列元素，長度為3-7個堿基對。SNP是同一物種成員之間的遺傳變異，在特定基因座內是保守的，可用于確認同一性。可以獲得用于SNP評估的商業試劑盒，而科學家可以將細胞發送到Promega或ATCC等公司進行STR分析。
非營利組織ATCC聲稱所有細胞系都在其網站上經過STR驗證。此外，ATCC還推出了一個數據庫，科學家可以使用該數據庫將其結果與記錄的人類細胞系的概況進行比較。
分析也有局限性。雖然這些方法可用于建立同一性，但它們不評估細胞純度，即不存在種間交叉污染或污染物，例如病毒和微生物，表型，形態或細胞倍性。
康寧科學培訓和教育經理Mark Rothenberg博士警告說，應該建立強有力的支原體檢測計劃。“支原體可以在引擎蓋中的一滴液體中保持活6-8天，并且很容易污染整個設施，”他解釋道。此外，雖然它與大多數實驗室建立的協議背道而馳，但他表示，除非建立原始培養物，否則應考慮在培養基中不使用抗生素。“抗生素可以隱藏細菌的存在并增加污染其他培養物的風險。”他強烈推薦康寧撰寫的關于如何管理污染的參考文章。3
無論空間或技術的復雜程度如何，良好的老常識都可以走很長的路。**銷售代表Brian Langenderfer與DAI Scientific合作了22年。他說，他看到的**大錯誤之一就是在人流量高的交通區域建立了細胞培養空間。
Natalie Swartz是位于底特律的SmithGroupJJR的實驗室設計師，他與大學和科學家合作設計符合他們需求的空間：“我們試圖設計靈活性; 這是我們**終看到的**大創新。“靈活性意味著高度可調的輪子上的長凳。人體工程學內置于這些模塊化組件中，因此科學家可以根據任務站立或坐著。
在可能的情況下，她建議研究人員專注于“三角形設計”，這意味著生物安全柜，冰箱和培養箱在戰略上和附近安裝，同時采取一定的預防措施。例如，“流動罩不應相互設置，因為氣流會污染樣品，”她說。“同樣，您需要距離生物安全柜三到四英尺的設備，這樣您就可以安全地取出樣品。”
羅滕伯格補充說，“孵化器應放置在重型設備和電梯振動可能性**小的地方。”
所有**都提到，在建立細胞培養空間時，您應該考慮在生物安全柜中使用哪些用品。您應該能夠在不離開座位的情況下到達大部分物品。你打擾細胞周圍空氣的次數越少越好。
根據Swartz的說法，大多數實驗室都是在20世紀70年代設計的，然后在21世紀初進行了改造。通常，較舊的實驗室的設備與冰箱，培養箱和不同房間的引擎蓋分開。但是所有這些運輸都不好，并提供了無數的機會來妥協無菌空間。
如果您是在較老的空間中使用有限資源的眾多科學家之一，您可以采取許多步驟來設計成功的細胞培養空間。
Swartz建議您在設置工作空間時考慮三個主要方面：組織，合并和上述三角形配置。“shou先，組織空間。嘗試通過任務合并您將要使用的所有內容。您可以創建任務區域，其中您需要的所有材料都在一個位置。使用輪子將物品移到生物安全柜，“她解釋道。此外，只要有可能，您應遵循NIH指南。4
..在設置工作空間時考慮三個主要方面：組織，合并和......三角形配置。
Rothenberg回應Swartz，并解釋說您可以在設施的范圍內工作。有些事情無法避免。例如，如果有窗戶，請確保它們已密封。
使用適當的設備也可以預防一些細胞培養事故。Langenderfer認為，如果使用得當，具有某些功能的技術可以防止很多麻煩。考慮超純凈去離子水的情況; 僅僅因為它非常干凈并不意味著它應該用于每一項任務。“多年來，實驗室一直在孵化器中使用去離子水，這是不推薦的，因為水會從金屬中吸收離子，并且隨著時間的推移會在內部產生銹斑，”他警告說。
“在引擎蓋上[事情的一面]，如果實驗室人員使用紫外線燈替代良好的無菌技術，那么我們作為[銷售]代表，無法控制這一點。然而，有一些功能，如紫外線計時器和一體式不銹鋼內飾，有助于使清潔過程更快更容易，“Langenderfer說。
他繼續說道，“有些孵化器沒有好的控制器，因此如果實驗室技術人員打開門或忘記更換濕度盤中的水，可能不會發出警報。實驗室中發生的大多數事故都與研究人員對細胞培養過程的實驗技術培訓有關。我們對所有設備進行所有免費在職培訓。我們還介紹了所有控制器的正確使用和設置。在大多數情況下，是的，如果實驗室人員正確使用和維護設備，設備就很棒。“
較新的設備考慮到了科學家們的艱辛和艱苦的**。功能包括警報，可調節的高度和椅子，引擎蓋和長凳的輪子，以及改進的抗菌表面。雖然整篇文章都可以寫在上面，但Swartz和Langenderfer都強調了盡可能利用節能設備的重要性。如果您的部分補助金專門用于運營成本，那么這**是您需要考慮的事項。從長遠來看，你免費繼承的舊孵化器或引擎蓋可能不值得。做你的腿部工作; “不要只購買顧問所擁有的同樣的老式孵化器，”Ligon說。
Swartz警告說，一個通風櫥消耗的能量與每天3.5個家庭一樣多，這是一個巨大的數額。盡可能在恒定容積罩上選擇可變風罩。此外，“盡可能降低窗扇，”她建議道。“如果你使用較低的窗扇或低流速罩，你可以節省高達40％的運營預算。”
Langenderfer提供了一些分離建議：“在建立細胞培養實驗室或任何研究實驗室時，不要只購買目錄中的主要設備; 聯系設備**。**終，這將節省您的時間和寶貴的研究資金，并為您提供與您的研究應用相匹配的精確設備。“
1.Geraghty，RJ等人，“生物醫學研究中使用細胞系的指南”，英G癌癥雜志，111（6），1021-1046,2014。[PMID：25117809 ]
2. Freedman，LP等人，“再現性：改變細胞系認證的政策和文化”，Nat Methods，12（6）：493-7,2015。[PMID：26020501 ]
3. Ryan，J， 理解和管理細胞培養污染，技術公報，康寧生命科學。
4. NIH設計政策和指南，研究設施辦公室。
圖片：Shutterstock Images和Lee Ligon的實驗室
