细胞状态突然变差?支原体污染可能是你忽略的元凶

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2026-06-30

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在细胞培养的日常中,你是否遇到过这样的情况:昨天还状态饱满、贴壁牢固的细胞,一夜之间突然“萎靡不振”—生长速度放缓,培养基变色加快,甚至开始出现大量漂浮的碎片?你观察培养基,澄清透亮未见浑浊;检查培养箱,温湿度、二氧化碳浓度一切正常。你排查了培养基批次、血清质量,甚至反复核对自己的操作手法,但细胞状态就是无法恢复。如果正在经历这种“找不到原因”的细胞状态下滑,支原体污染是一个需要优先排查的方向。

一、支原体污染为何难以察觉?

支原体(Mycoplasma)是目前已知最小的原核细胞型微生物,直径约为0.1~0.3 μm。其独特的生物学特性,使其成为细胞培养中最隐蔽的污染源之一:

(1)光学显微镜下难以发现

支原体直径远小于普通细菌(通常1 μm以上)。在普通倒置显微镜下,即使污染浓度较高,培养液依然保持澄清,无法通过常规镜检直接观察到。这种“无症状携带”状态使其具有很强的隐蔽性。

(2)可穿透常规除菌滤膜

由于体型微小且无细胞壁,支原体具有较强的变形能力。研究表明,支原体可以穿透0.22 μm和0.1 μm级别的除菌级过滤器。约1%的支原体可以直接穿过常规的0.22 μm微孔除菌滤膜。这意味着,常规过滤除菌步骤对支原体并非完全有效。

(3)对部分常规抗生素不敏感

许多细胞培养体系为防止细菌污染,会添加青霉素、链霉素等抗生素。这些抗生素通过抑制细胞壁合成来发挥作用。支原体没有细胞壁,因此对青霉素类、头孢菌素类等作用于细胞壁的抗生素具有天然耐药性,反而能在含这些抗生素的培养液中存活并繁殖。

  

二、支原体污染对细胞和实验数据的影响

支原体不一定会像真菌那样迅速杀死细胞,但通过与细胞竞争营养(如精氨酸、氨基酸、核苷酸前体)以及释放代谢产物,会逐步改变细胞的生物学特性。

如果你的细胞出现以下“亚健康”状态,建议排查支原体污染:

生长异常:细胞增殖速度明显减慢,倍增时间延长,或出现细胞脱落、聚团;

形态改变:细胞轮廓变得粗糙,出现空泡,贴壁性变差,甚至变圆漂浮;

代谢紊乱:培养基酚红变色速度异常(pH值快速改变),营养消耗加快。

对实验数据的影响:支原体污染可能干扰细胞膜受体功能、信号转导通路以及细胞转染效率。有数据显示,部分实验室的细胞系支原体污染检出率可达30%以上。在支原体污染的细胞上获得的实验数据,其可靠性可能受到影响。

 

图1.支原体污染的常见危害

三、解决方案:建立“检测—清除—预防”的全周期防线

面对支原体这一隐蔽性强的污染源,建议建立系统化的防控体系。翌圣生物(YEASEN)针对支原体污染的不同环节,推出了覆盖快速检测、精准清除、长效预防的全系列产品。

第一步:快速检测——及早发现污染源

既然支原体无法通过肉眼或常规镜检发现,就需要借助技术手段来检测。传统培养法需要28天才能出结果,周期较长。翌圣生物提供多种快速检测方案:

方案1:支原体qPCR检测试剂盒(探针法)(2G版本,货号40619ES) :

基于核酸扩增技术(NAT),检测限可达≤10 CFU/mL,可检测183种支原体DNA序列,覆盖EP、USP、JP、ChP四大药典要求的全部支原体菌株类型。完整检测流程仅需3~5小时,适用于生物制药和科研的快速放行场景。

 

图2:qPCR方法-检测限示例:精氨酸支原体 10CFU/mL 全部检出

方案2:一步法快速支原体检测试剂盒(LAMP)(2G,货号40615ES) :

采用等温扩增技术,无需复杂仪器设备。反应体系经优化设计,通过颜色变化即可判读结果,操作简便,适合实验室日常快速筛查。

 

图3. LAMP方法:对于100 CFU/mL支原体标准菌株可正常扩增有明显的颜色反应

方案3:支原体PCR检测试剂盒(巢式PCR)(2G,货号40614ES):

该试剂盒采用定量PCR技术,针对支原体16S-23S rRNA序列保守区域设计两套引物,进行两轮PCR扩增,以第二轮扩增产物为准进行支原体污染情况判断。其可检出34种支原体,灵敏度可达2.5 copies/uL,对于10 CFU/mL支原体标准菌株也可正常扩增有条带,具备特异性强、灵敏度高、操作方便快速等特点,可直接用于细胞培养上清液的检测。

 

图4. 巢式PCR:检测了中外药典要求的10CFU/mL灵敏度的共8种支原体,均可检出

  

第二步:靶向清除—拯救珍贵细胞

如果细胞样本非常珍贵(如原代细胞、基因编辑细胞系等),不舍得直接丢弃,或者处于保种阶段,可尝试使用清除试剂进行处理。

MycAway™支原体去除试剂(1000×,货号40607ES) :针对支原体无细胞壁的特性设计,通过抑制支原体的DNA合成和蛋白质合成发挥作用,可用于清除培养体系中的支原体污染。

 

图5: MycAway™ Treatment(1000×)支原体去除试剂细胞毒性测试结果

提示:对于污染严重或非必需的细胞系,彻底丢弃并更换新的细胞株仍是最彻底的清除方式。清除试剂主要适用于珍贵细胞的应急处理场景。

  

第三步:环境与日常预防——建立长效防线

细胞房一旦暴发支原体污染,环境污染是主要的传播途径(如水浴锅、培养箱水盘、超净台面等)。

MycAway™ Spray支原体喷雾剂(即用型,货号40605ES) :

专为实验室环境设计,可直接喷洒于超净台、培养箱内壁、桌面等表面,用于环境支原体的消杀,从物理空间切断传播链。

MycAway™支原体预防试剂(2000×,货号40608ES) :

可在细胞培养基中添加使用,用于预防支原体在细胞间的交叉污染,适用于频繁传代操作或实验室存在支原体隐患的场景。

细胞培养箱水盘1号消毒卫士(货号40609ES)水浴锅2号消毒卫士(货号40610ES)

分别针对培养箱水盘和水浴设备设计,用于消除水源性污染隐患,切断支原体通过水浴、水盘等途径的交叉传播。

  

结语

在细胞培养中,支原体污染是影响实验结果可靠性的最常见变量之一—它不一定会迅速杀死细胞,但会悄无声息地改变代谢、干扰基因表达、影响转染效率,最终导致实验数据偏离真实值。更值得警惕的是,这种污染往往难以通过常规镜检或培养液状态直接发现,具有极强的隐蔽性。因此,当细胞状态再次出现不明原因的波动—生长放缓、形态改变、培养基变色异常—建议将支原体检测纳入优先排查清单,而非盲目调整实验方案或更换试剂批次。及早发现、精准清除、长效预防,三者缺一不可。

翌圣生物围绕“检测—清除—预防”三大环节,提供覆盖支原体防控全流程的产品方案—从qPCR荧光定量检测到LAMP快速初筛,从靶向清除到环境消杀,帮助科研人员在每一个环节都有可用的工具,将支原体污染对实验的干扰降到最低。毕竟,可靠的实验数据,始于健康的细胞。

 

产品选购指南:

产品类别

核心产品名称

货号

规格

核心应用场景

精准检测

快速筛查

支原体PCR检测试剂盒(巢式PCR)(2G)

40614ES

10/20 assays

微量低载量支原体深度筛查

一步法快速支原体检测试剂盒(LAMP)(2G)

40615ES

5 T/25 T/100 T

高通量初筛,无需荧光定量仪

支原体qPCR检测试剂盒(探针法)(2G)

40619ES

25 T/100 T

CGT 终产品放行、细胞库检定、IND 申报首选

高效去除

MycAway™支原体去除试剂 (1000×)

40607ES

100 µL/1 mL/5× 1 mL

清除已污染细胞株、清除体系支原体

环境预防

MycAway® Spray (Ready-to-use) 支原体喷雾剂(即用型)

40605ES

500 mL/2×500 mL/10×500 mL

超净台、操作台、仪器表面消杀

MycAway™ 支原体预防试剂(2000×)

40608ES

1 mL/5× 1 mL

长期添加培养基,阻断支原体定植

细胞培养箱水盘1号消毒卫士污染

40609ES

100 mL

有效防控支原体滋生

水浴锅2号消毒卫士

40610ES

100 mL

水浴设备长效抑菌,切断交叉污染

 

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