细胞污染的表现

一、细胞污染后在宏观上主要有以下表现:

  1. 培养基变化

颜色改变:含有酚红指示剂的培养基常被用于细胞培养。正常情况下,培养基呈淡红色。当被细菌污染时,由于细菌代谢产生酸性物质,会使培养基 pH 值下降,颜色变为黄色。而真菌感染时,培养基颜色变化通常不明显,但也可能因真菌的代谢产物影响而发生改变。

浑浊度增加:污染后,微生物在培养基中大量繁殖,会使培养基变得浑浊。细菌污染时,浑浊现象通常较为明显,肉眼可观察到培养基中有微小颗粒或云雾状悬浮物。真菌污染则可能在培养基表面形成白色或其他颜色的菌斑,使培养基整体看起来不透明。

  1. 细胞生长状态异常

生长缓慢或停滞:受到污染的细胞,其生长速度会明显减慢,甚至停止生长。这是因为微生物与细胞争夺营养物质,同时微生物产生的毒素会抑制细胞的代谢和增殖。例如,支原体污染会干扰细胞的蛋白质合成和代谢途径,导致细胞生长缓慢,细胞周期异常。

细胞形态改变:正常细胞具有特定的形态和结构,如贴壁细胞呈扁平状,有规则的边界。污染后,细胞形态可能会发生改变,出现细胞肿胀、变形、破裂,或者细胞之间的连接变得松散,不再形成紧密的单层细胞。例如,细菌产生的毒素可能破坏细胞膜的完整性,使细胞失去正常形态。

细胞死亡:严重污染时,细胞会大量死亡,培养瓶或培养皿中可观察到细胞碎片增多。细胞死亡率升高,导致细胞数量逐渐减少,无法维持正常的细胞培养密度。

如果细胞培养过程中出现上述宏观表现,应及时进行检测和鉴定,确定污染类型,并采取相应的措施,如丢弃污染的细胞、对实验器材进行彻底消毒等,以防止污染扩散,保证细胞培养实验的顺利进行。

二、细胞污染在微观层面主要有以下表现:

  1. 细菌污染

显微镜下形态:在相差显微镜下,细菌呈现为大小不一的杆状、球状或螺旋状等形态,通常比细胞小很多。它们会在细胞周围或细胞间隙中快速游动或布朗运动,有些细菌还会聚集形成团块。

细胞超微结构改变:细菌污染可能导致细胞超微结构受损。例如,细菌产生的毒素可能破坏细胞膜的完整性,使细胞膜出现破损、皱缩等现象。在电子显微镜下,可以观察到细胞内的细胞器肿胀、线粒体嵴模糊、内质网扩张等,这些变化会影响细胞的正常功能,导致细胞代谢紊乱。

  1. 真菌污染

显微镜下形态:真菌污染在显微镜下可见菌丝和孢子。菌丝通常呈细长的管状结构,有分支,交织成网状。孢子则为圆形或椭圆形,可单个存在或聚集在一起。不同种类的真菌,其菌丝和孢子的形态、大小和颜色有所不同,如白色念珠菌的孢子呈圆形或卵圆形,有芽生现象,菌丝较短;黑曲霉的孢子呈黑色,菌丝有分隔且分支较多。

细胞超微结构改变:真菌污染时,菌丝可能会缠绕在细胞表面,甚至侵入细胞内部。细胞内可见真菌的细胞器,如线粒体、内质网等与细胞自身的细胞器相互混杂。同时,细胞的溶酶体数量可能增多,这是细胞对真菌入侵的一种应激反应,但过多的溶酶体释放会导致细胞自溶,影响细胞的存活和功能。

  1. 支原体污染

显微镜下形态:支原体没有细胞壁,形态多样,常见的有球形、杆状、丝状等。由于支原体体积较小,普通光学显微镜下难以观察到,需使用相差显微镜或荧光显微镜,并配合特殊的染色方法才能看到。在荧光显微镜下,用 DAPI 染色后,支原体呈蓝色荧光小点,分布在细胞表面或细胞之间。

细胞超微结构改变:支原体污染会影响细胞的超微结构。它会吸附在细胞表面,通过与细胞膜的相互作用,导致细胞膜的结构和功能发生改变,使细胞膜表面的微绒毛减少或消失。细胞内的核糖体数量可能减少,影响蛋白质的合成。此外,支原体还可能干扰细胞的信号转导通路,导致细胞的代谢和生理功能异常。

  1. 病毒污染

显微镜下形态:病毒个体极其微小,普通光学显微镜无法观察到,需要借助电子显微镜才能看到其形态。病毒具有多种形态,如球形(如腺病毒)、杆状(如烟草花叶病毒)、蝌蚪状(如噬菌体)等。在电子显微镜下,可见病毒由核酸和蛋白质外壳组成,有些病毒还具有包膜结构。

细胞超微结构改变:病毒感染细胞后,会在细胞内进行复制和增殖,导致细胞超微结构发生一系列变化。例如,病毒可能在细胞核或细胞质内形成包涵体,这是病毒复制和装配的场所,在电子显微镜下呈现为电子密度较高的区域。同时,细胞的内质网、高尔基体等细胞器会参与病毒的合成和加工过程,导致这些细胞器的形态和功能发生改变,如内质网扩张、高尔基体肿胀等。随着病毒的大量增殖,细胞最终会破裂,释放出子代病毒,继续感染周围的细胞。