วิธีทำ Cell Passage ทีละขั้นตอน: คู่มือสำหรับ Adherent และ Suspension Cell
การปล่อยให้เซลล์แน่นเกินไป (Over-confluence) หรือการย่อยด้วยทริปซินนานเกินไป (Over-trypsinization) เป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการทำลายเซลล์ก่อนเริ่มการทดลองเสียอีก ปัญหาการหลุดลอกไม่สมบูรณ์ การเกาะกลุ่ม และการที่เซลล์มีชีวิตต่ำมักเกิดขึ้นเมื่อเร่งรีบในการนับและเพาะเลี้ยงใหม่ หรือทำนอกขั้นตอนปลอดเชื้อที่เคร่งครัด บทความนี้จะนำเสนอ วิธี passage เซลล์ แบบครบวงจรสำหรับเซลล์ชนิดยึดเกาะ (Adherent) และเซลล์แขวนลอย (Suspension) รวมถึง HeLa และ HEK293 โดยครอบคลุมตั้งแต่ขั้นตอนการแยกเซลล์ การนับ ไปจนถึงการเพาะเลี้ยงใหม่ เพื่อให้คุณสามารถแบ่งเซลล์ได้อย่างแม่นยำและทำซ้ำได้จริง
เมื่อไหร่ที่ควรประยุกต์ใช้ วิธี passage เซลล์ นี้สำหรับ Adherent และ Suspension Cell รวมถึง HeLa และ HEK293
ควรทำ passage เซลล์ชนิดยึดเกาะเมื่อมีความหนาแน่น (Confluence) อยู่ที่ 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ สำหรับ HeLa และ HEK293 หากความหนาแน่นเกิน 95 เปอร์เซ็นต์ จะกระตุ้นการตอบสนองต่อความเครียด ส่งผลให้เซลล์ฟื้นตัวช้า เปลี่ยนแปลงรูปร่าง หรือประสิทธิภาพในการทำ Transfection ลดลง หากคุณกำลังเลือก ประเภทของอาหารเลี้ยงเซลล์ที่เหมาะสมกับเซลล์ไลน์ของคุณ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าสูตรอาหารนั้นรองรับอัตราการเติบโตที่คุณสังเกตเห็นก่อนกำหนดตารางการทำ passage
สำหรับเซลล์แขวนลอย ให้แยกเซลล์ (Split) เมื่อความหนาแน่นใกล้ถึง 1.0 ถึง 2.0 × 106 เซลล์ต่อมิลลิลิตร หรือเมื่อเปอร์เซ็นต์เซลล์ที่มีชีวิตลดลงต่ำกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ การรักษาเซลล์ให้อยู่ในช่วง mid-log phase จะช่วยรักษาอัตราการเติบโตและพฤติกรรมของเซลล์ให้คงที่ตลอดการทดลอง
บันทึกเลข passage, ระยะเวลาการแบ่งตัว (Doubling time), และความหนาแน่นในการเพาะเลี้ยงในสมุดบันทึกปฏิบัติการ อัตราส่วนการแบ่งเซลล์ที่สม่ำเสมอจะช่วยเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำสำหรับงาน Transfection, การแสดงออกของโปรตีน และประสิทธิภาพของ Downstream assay ควรปรับความถี่ในการแบ่งเซลล์ตามอัตราการเติบโตจริงของเซลล์แทนการยึดตามตารางเวลาที่ตายตัว
คู่มือตัดสินใจด่วน: เมื่อไหร่ที่คุณควรทำ passage?
- ความหนาแน่นถึง 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์เมื่อดูผ่านกล้องจุลทรรศน์
- เซลล์ดูหนาแน่นหรือเริ่มซ้อนทับกัน
- มีแผนทำ Transfection และต้องการความหนาแน่นที่เหมาะสม
- ห้ามปล่อยให้เกิน 95 เปอร์เซ็นต์
- ความหนาแน่นใกล้ถึง 1.0 ถึง 2.0 × 106 เซลล์ต่อมิลลิลิตร
- เปอร์เซ็นต์เซลล์ที่มีชีวิตลดลงต่ำกว่า 90 เปอร์เซ็นต์
- สีของอาหารเลี้ยงเชื้อเปลี่ยน (เป็นสีเหลือง) แสดงถึงสภาวะกรดและการเติบโตที่รวดเร็ว
- พยายามรักษาเซลล์ให้อยู่ในช่วง mid-log growth phase
สิ่งที่คุณต้องเตรียม: อุปกรณ์, รีเอเจนต์, และอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย
อุปกรณ์
คุณจำเป็นต้องมีตู้ปลอดเชื้อ (Class II biosafety cabinet), ตู้บ่ม CO2 ที่ตั้งอุณหภูมิไว้ที่ 37°C พร้อม CO2 5 เปอร์เซ็นต์ และกล้องจุลทรรศน์แบบกลับหัว (Inverted microscope) เพื่อประเมินความหนาแน่นก่อนเริ่มงาน นอกจากนี้ยังต้องใช้เครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifuge) ที่มีหัวเหวี่ยงแบบ swing-bucket, เครื่องดูดของเหลว (Aspirator), และปิเปตที่ผ่านการสอบเทียบพร้อมหัวทิปปลอดเชื้อ สำหรับการนับเซลล์ Hemocytometer สามารถใช้งานได้ดีสำหรับการทำ passage ทั่วไป แต่เครื่องนับเซลล์อัตโนมัติจะช่วยลดความแปรปรวนจากผู้ใช้งานและประหยัดเวลา สำหรับขวดเพาะเลี้ยงใหม่ NUNC EasyFlasks มอบพื้นผิวที่ผ่านการปรับสภาพอย่างเชื่อถือได้และดีไซน์ที่หยิบจับง่าย ช่วยให้การทำงานภายในตู้ปลอดเชื้อสะดวกยิ่งขึ้นโดยไม่สูญเสียมาตรฐานความสะอาด
รีเอเจนต์และวัสดุสิ้นเปลือง
เตรียม DPBS ที่ไม่มีแคลเซียมและแมกนีเซียม, Trypsin-EDTA (0.05 ถึง 0.25 เปอร์เซ็นต์) หรือสารทางเลือกที่ไม่มีส่วนประกอบจากสัตว์ (animal-origin-free) เช่น TrypLE และอาหารเลี้ยงเซลล์ที่สมบูรณ์ (Complete growth medium) ผสม FBS นอกจากนี้คุณยังต้องเตรียม trypan blue 0.4 เปอร์เซ็นต์, แอลกอฮอล์ 70 เปอร์เซ็นต์ และหลอด conical ขนาด 15 มิลลิลิตร หรือ 50 มิลลิลิตร
ผลิตภัณฑ์ Cell Culture Supplements & Reagents จาก Sigma-Aldrich ครอบคลุมรีเอเจนต์ทุกประเภทที่จำเป็นในกระบวนการนี้ ไม่ว่าจะเป็น FBS, รีเอเจนต์สำหรับแยกเซลล์รวมถึงทริปซินและสารยับยั้งทริปซิน, กรดอะมิโน, ยาปฏิชีวนะ และอัลบูมิน การเลือกใช้ FBS ที่ผ่านการทดสอบการใช้งานจริงและรีเอเจนต์ที่ได้มาตรฐานจะช่วยลดความแปรปรวนระหว่าง Lot ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อ Downstream assay ของคุณมีความไวต่อองค์ประกอบของเซรั่ม
ปริมาณสารที่แนะนำต่อขนาดขวดเพาะเลี้ยง
| ขนาดภาชนะ | ปริมาณ DPBS สำหรับล้าง | ปริมาณ Trypsin | อาหารสำหรับหยุดปฏิกิริยา |
|---|---|---|---|
| T25 | 5 mL | 0.5 mL | 0.5 ถึง 1.5 mL |
| T75 | 10 mL | 1.0 ถึง 2.0 mL | 3 ถึง 6 mL |
| T175 | 20 mL | 3.0 ถึง 5.0 mL | 10 ถึง 15 mL |
| 6-well plate | 2 mL ต่อหลุม | 0.3 ถึง 0.5 mL ต่อหลุม | 1 ถึง 2 mL ต่อหลุม |
ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
สวมเสื้อกาวน์ ถุงมือ และอุปกรณ์ป้องกันดวงตาตลอดการปฏิบัติงาน ทิ้งขยะชีวภาพทั้งหมดในภาชนะที่กำหนด และฆ่าเชื้อทุกพื้นผิวด้วยแอลกอฮอล์ 70 เปอร์เซ็นต์ก่อนและหลังการทำงาน
เตรียมตู้ปลอดเชื้อและอุ่นรีเอเจนต์
- เปิดตู้ปลอดเชื้ออย่างน้อย 10 ถึง 15 นาทีเพื่อให้ลมไหลเวียนคงที่ก่อนเริ่มงาน
- เช็ดพื้นผิวภายในและภายนอกขวดรีเอเจนต์ด้วยแอลกอฮอล์ 70 เปอร์เซ็นต์ ห้ามวางปิเปตหรืออุปกรณ์กีดขวางช่องลม (air grills) เพื่อป้องกันการขัดขวางการไหลของอากาศแบบ Laminar flow
- นำอาหารเลี้ยงเซลล์, DPBS ที่ไม่มีแคลเซียมและแมกนีเซียม, และ Trypsin-EDTA หรือ TrypLE ไปอุ่นในอ่างน้ำร้อน (water bath) หรือตู้บ่มที่ 37°C เป็นเวลา 20 ถึง 30 นาที หากเป็นไปได้ควรนำอาหารเลี้ยงเชื้อไป Equilibrate ในตู้บ่ม CO2 เพื่อเตรียมความพร้อม
- ระบุรายละเอียดบนขวดใหม่ให้ชัดเจน: ชื่อ Cell line, เลข passage, วันที่, ชื่อย่อผู้ปฏิบัติงาน, และอัตราส่วนการแบ่งเซลล์ สำหรับอุปกรณ์ที่ช่วยให้การติดฉลากเป็นเรื่องง่าย Corning Culture Dishes มีพื้นที่เขียนที่เรียบและวางซ้อนกันได้สะดวกในตู้บ่ม
- เตรียมภาชนะทิ้งของเสียที่มีสารฆ่าเชื้อ (เช่น น้ำยาฟอกขาว 10 เปอร์เซ็นต์) สำหรับอาหารเลี้ยงเซลล์และทริปซินที่ใช้แล้ว
- ตรวจสอบการตั้งค่าตู้บ่ม: อุณหภูมิ 37°C, CO2 5 เปอร์เซ็นต์ และมีน้ำเพียงพอในถาดทำความชื้นก่อนนำเซลล์กลับเข้าไป
การแยกเซลล์และแบ่งเซลล์ Adherent
ประเมินความหนาแน่นและนำอาหารเก่าออก
- ส่องขวดเซลล์ผ่านกล้องจุลทรรศน์ ตรวจสอบว่าความหนาแน่นอยู่ที่ 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์สำหรับ HeLa หรือ HEK293 ก่อนดำเนินการต่อ
- นำขวดเข้าตู้ปลอดเชื้อ ดูดอาหารเลี้ยงเซลล์เก่าออกให้หมดโดยไม่แตะต้อง monolayer
- เติม DPBS (ไม่มี Ca/Mg) ที่อุ่นไว้แล้ว (5 mL สำหรับ T25 หรือ 10 mL สำหรับ T75) เอียงขวดเบาๆ เพื่อล้างทั่วๆ แล้วดูดออก ทำซ้ำอีกครั้งหากมีคราบเซรั่มตกค้างมาก
การแยกเซลล์ด้วยเอนไซม์
- เติม Trypsin-EDTA หรือ TrypLE ปริมาณที่เหมาะสม (ดูตารางปริมาณ) เอียงขวดให้ครอบคลุม monolayer ทั้งหมด
- บ่มที่ 37°C เป็นเวลา 2 ถึง 5 นาที ตรวจสอบผ่านกล้องจุลทรรศน์ทุกนาที เซลล์ควรเริ่มกลมตัวและแยกออกจากพื้นผิว
- เคาะข้างขวดเบาๆ ด้วยฝ่ามือเพื่อช่วยการหลุดลอกหากเซลล์ยังติดแน่นหลัง 3 นาที
การหยุดปฏิกิริยา, การเหวี่ยงหนีศูนย์ และการกระจายเซลล์
- เมื่อเซลล์หลุดเกือบหมดแล้ว ให้เติมอาหารเลี้ยงเซลล์ที่สมบูรณ์เพื่อหยุดการทำงานของเอนไซม์ โดยเติมปริมาณอย่างน้อยเท่ากับปริมาณทริปซินที่ใช้ หรือ 3-5 เท่าหากใช้เอนไซม์เข้มข้นสูง
- ปิเปตขึ้นลงเบาๆ 3 ถึง 5 ครั้งเพื่อสลายการเกาะกลุ่ม หลีกเลี่ยงแรงเฉือนที่รุนแรง
- ย้ายเซลล์ลงหลอด conical 15 มิลลิลิตร เหวี่ยงหนีศูนย์ที่ 300 × g นาน 5 นาที ที่อุณหภูมิห้อง
- ดูดส่วนใส (Supernatant) ออกโดยไม่ให้กระทบตะกอนเซลล์ จากนั้นกระจายเซลล์ (Resuspend) ในอาหารเลี้ยงเซลล์สดที่อุ่นไว้ตามปริมาตรที่กำหนด (ปกติ 5 ถึง 10 mL)
การนับและเพาะเลี้ยง
- ผสมสารแขวนลอยเซลล์เบาๆ นำมา 10 ถึง 20 µL ผสมกับ trypan blue 0.4 เปอร์เซ็นต์ ในอัตราส่วน 1:1
- นับเซลล์ที่มีชีวิต (ใส) และตาย (น้ำเงิน) ด้วย Hemocytometer หรือเครื่องนับเซลล์อัตโนมัติเช่น Scepter 3.0 เพื่อลดความผิดพลาดจากการนับและเพิ่มความเร็วในการทำ passage
- คำนวณจำนวนเซลล์ทั้งหมดและความเข้มข้นที่ต้องการเพื่อกำหนดปริมาณที่จะเพาะเลี้ยง ความหนาแน่นทั่วไป: 2 ถึง 5 × 104 เซลล์ต่อ cm2 สำหรับ HeLa และ 3 ถึง 5 × 104 เซลล์ต่อ cm2 สำหรับ HEK293
- เติมเซลล์ลงขวดใหม่ที่ติดฉลากไว้ตามปริมาตรที่คำนวณได้แล้วเติมอาหารเลี้ยงเซลล์จนได้ปริมาตรที่ต้องการ อัตราส่วนทั่วไป: HeLa 1:5 ถึง 1:10 ทุก 2-3 วัน; HEK293 1:3 ถึง 1:8 ทุก 2-3 วัน
- นำขวดกลับตู้บ่ม ตรวจสอบการกระจายตัวของเซลล์อีกครั้งหลังผ่านไป 1 ถึง 2 ชั่วโมง
คู่มือตัดสินใจด่วน: ควรใช้รีเอเจนต์แยกเซลล์ชนิดใด?
- ตัวเลือกมาตรฐานสำหรับเซลล์ยึดเกาะส่วนใหญ่รวมถึง HeLa และ HEK293
- คุ้มค่าสำหรับงาน passage ทั่วไป
- ต้องใช้เซรั่มหรือตัวยับยั้งเพื่อหยุดปฏิกิริยา
- มีส่วนประกอบจากสัตว์ ไม่เหมาะสำหรับงาน xeno-free
- ทางเลือกที่ไม่มีส่วนประกอบจากสัตว์ เหมาะสำหรับ GMP หรือ xeno-free culture
- อ่อนโยนและเสถียรกว่าทริปซินจากสุกรที่ 37°C
- ไม่ต้องใช้เซรั่มในการหยุดปฏิกิริยา เพียงล้างออกด้วยอาหารเลี้ยงเซลล์
- เหมาะสำหรับเซลล์ที่บอบบางหรือ Primary cells
- ไม่ใช้เอนไซม์ ใช้คีเลตแคลเซียมเพื่อแยกเซลล์
- อ่อนโยนมาก รักษาโปรตีนบนผิวเซลล์สำหรับ Flow cytometry
- แยกเซลล์ช้า ไม่เหมาะกับเซลล์ที่ยึดเกาะแน่น
- ใช้เมื่อต้องการรักษา Epitope ไว้
การแบ่งและดูแลรักษา Suspension Cell
- เขย่าขวดหรือปิเปตเบาๆ เพื่อให้เซลล์ที่นอนก้นกระจายตัวสม่ำเสมอก่อนนำมาใช้งาน
- นำตัวอย่าง 10-20 µL มาผสม trypan blue 1:1 แล้วนับด้วยเครื่องนับเซลล์เพื่อดูความหนาแน่นและเปอร์เซ็นต์เซลล์ที่มีชีวิต
- หากความหนาแน่นอยู่ในเกณฑ์ (2.0 ถึง 5.0 × 105 เซลล์ต่อมิลลิลิตร) ให้เจือจางลงในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่อุ่นไว้ในขวดใหม่ตามความหนาแน่นที่ต้องการ
- หากความหนาแน่นเกิน 1.0 ถึง 2.0 × 106 เซลล์ต่อมิลลิลิตร หรืออาหารเปลี่ยนเป็นสีเหลือง ให้เหวี่ยงหนีศูนย์ที่ 300 × g นาน 5 นาที ดูดอาหารเก่าทิ้งและกระจายเซลล์ในอาหารใหม่ที่ความหนาแน่นที่เหมาะสม เพื่อกำจัดของเสียจากการเผาผลาญ
- สำหรับเซลล์ที่เกาะกลุ่ม ให้กรองผ่าน 40 µm cell strainer ก่อนนับ หลีกเลี่ยงการ Vortex เพราะจะทำให้เกิดแรงเฉือนและเซลล์ตาย
- สำหรับ HEK293 แบบแขวนลอย ให้รักษาความหนาแน่นในระดับเดียวกัน หากเซลล์โตเร็ว ให้เพิ่มความถี่ในการเติมอาหารแทนการรอให้หนาแน่นเกินไป สำหรับการขยายขนาดการเลี้ยง Greiner multiwell plates เป็นทางเลือกที่เชื่อถือได้
- นำขวดกลับตู้บ่มและบันทึกเลข passage, ความหนาแน่น, วันที่, และอัตราส่วนการแบ่งในสมุดบันทึก
เคล็ดลับ, หมายเหตุความปลอดภัย, และการเพิ่มประสิทธิภาพ
เคล็ดลับด่วนเพื่อผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ
- อุ่นของเหลวทุกชนิดที่ 37°C ก่อนสัมผัสเซลล์ อาหารที่เย็นจะทำให้เซลล์ช็อกและตาย
- ใช้ DPBS ที่ไม่มีแคลเซียมและแมกนีเซียมเสมอในการล้างก่อนทริปซิน แคลเซียมตกค้างจะยับยั้งเอนไซม์
- ห้ามใช้ไม้ปาดเซลล์ (scraping) เว้นแต่โปรโตคอลจะกำหนดไว้ เพราะจะทำลายเยื่อหุ้มเซลล์
- ปิเปตเบาๆ เพื่อแยกกลุ่มเซลล์ แรงที่มากเกินไปจะทำลายเซลล์
- ใช้การเหวี่ยงที่ 300 × g นาน 5 นาทีเป็นค่ามาตรฐาน
- กำหนดอัตราส่วนการแบ่งเซลล์ให้คงที่สำหรับแต่ละ Cell line
- ตรวจสอบ Mycoplasma ทุกเดือน
- หลีกเลี่ยงการใช้ยาปฏิชีวนะประจำหากต้องการศึกษาพื้นฐานสรีรวิทยาของเซลล์ที่สะอาด
การเก็บรักษาและความเสถียรของรีเอเจนต์
เก็บ Trypsin-EDTA แบ่งส่วนไว้ที่ 2-8°C สำหรับใช้ระยะสั้น หรือแช่แข็งตามคำแนะนำผู้ผลิต หลีกเลี่ยงการแช่แข็งและละลายซ้ำๆ เพราะจะทำให้เอนไซม์เสื่อมสภาพ
ปกป้อง FBS จากแสงและหลีกเลี่ยงการอุ่นขวดใหญ่ซ้ำๆ ให้แบ่งเก็บตามปริมาณที่ใช้ ทิ้ง DPBS หากพบความขุ่นหรือตะกอน เพราะความขุ่นหมายถึงความเสี่ยงต่อการปนเปื้อน
ตารางสรุปพารามิเตอร์สำคัญ
| พารามิเตอร์ | HeLa (Adherent) | HEK293 (Adherent) | Suspension Lines |
|---|---|---|---|
| จุดที่ควรทำ passage | 70 ถึง 90% | 70 ถึง 90% | 1.0 ถึง 2.0 × 106 cells/mL |
| ความหนาแน่นการเพาะเลี้ยง | 2 ถึง 5 × 104 cells/cm2 | 3 ถึง 5 × 104 cells/cm2 | 2.0 ถึง 5.0 × 105 cells/mL |
| อัตราส่วนการแบ่งเซลล์ | 1:5 ถึง 1:10 | 1:3 ถึง 1:8 | ตามค่าความหนาแน่นเป้าหมาย |
| ความถี่ในการทำ passage | ทุก 2 ถึง 3 วัน | ทุก 2 ถึง 3 วัน | ทุก 2 ถึง 3 วัน หรือตาม density |
| เวลาใช้เอนไซม์ | 2 ถึง 5 นาทีที่ 37°C | 2 ถึง 5 นาทีที่ 37°C | ไม่เกี่ยวข้อง |
คู่มือการแก้ไขปัญหาเบื้องต้น
| ปัญหา | สาเหตุที่เป็นไปได้ | วิธีแก้ไข |
|---|---|---|
| เซลล์ไม่หลุดหลังใช้เอนไซม์ | เอนไซม์ไม่ร้อน, มีสารยับยั้งจากขั้นตอนการล้าง | เพิ่มเวลาบ่มทีละนาที ตรวจสอบบัฟเฟอร์การล้าง และเปลี่ยนเอนไซม์ |
| เซลล์หลุดแต่จับตัวเป็นก้อน | ใช้ทริปซินมากเกินไป, การแยกไม่สมบูรณ์ | ลดเวลาเอนไซม์ ปิเปตให้เบาขึ้น หรือกรองผ่าน strainer |
| เซลล์มีชีวิตต่ำหลัง passage | บ่มนานเกินไป, เหวี่ยงแรงไป, อาหารเย็น | ลดเวลาเอนไซม์ ใช้ 300 × g เท่านั้น อุ่นรีเอเจนต์เสมอ |
สรุป
กระบวนการปลอดเชื้อที่เคร่งครัด การควบคุมเวลาเอนไซม์ และการนับเซลล์ที่แม่นยำคือปัจจัยสู่ความสำเร็จ Sigma-Aldrich Cell Culture Supplements & Reagents ที่มีจำหน่ายผ่าน Chemical Express Thailand ช่วยให้คุณมั่นใจในคุณภาพการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่สม่ำเสมอในทุกการทดลอง
คำถามที่พบบ่อย
ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำ
ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดด้านล่างจัดจำหน่ายผ่าน Chemical Express Thailand ส่งคำถาม สำหรับราคา ความพร้อมจำหน่าย หรือคำแนะนำทางเทคนิค
ผลิตภัณฑ์แนะนำจาก Chemical Express
เราจัดส่งผลิตภัณฑ์ Cell Passage & Protocols จาก Merck และแบรนด์ชั้นนำระดับสากลอื่นๆ หลากหลายชนิดทั่วประเทศไทย สอบถามหรือสั่งซื้อได้ผ่านแบบฟอร์มสอบถาม หรือพูดคุยกับเราได้ทันทีทาง LINE