如何应对基于细胞的高通量筛选挑战

不同的细胞在培养过程中有不同的生长要求，有时甚至要求很高。在本文中，我们将讨论基于细胞的检测在高通量筛选中面临的主要挑战。

为基于细胞的检测选择合适微孔板表面

用于贴壁细胞培养的表面

标准 TC（组织培养）表面经过物理表面处理，具有极性基团（如羧基和羟基残基），使疏水的PS表面功能化。这样就能改善细胞附着的一致性，是培养贴壁细胞的理想选择。^[1]

用于悬浮细胞培养的表面

悬浮微孔板的表面具有很强的疏水性，特别适用于非贴壁细胞培养、杂交瘤和胚胎干细胞培养。

细胞排斥表面

专门开发了具有细胞排斥表面的微孔板，可有效防止半贴壁和贴壁细胞系的附着。由于细胞排斥表面可防止细胞表面相互作用，因此它是三维细胞培养应用（如形成肿瘤球体或培养干细胞聚集体）的理想基底。

蛋白包被和加强细胞贴壁培养表面

这些表面适用于原代细胞和敏感细胞，以及在受限生长条件下培养或因转导或转染而受压的细胞。加强细胞贴壁表面经过化学改性，可对细胞特性和功能产生积极影响。细胞附着性的改善和增殖率的提高可增强和加速细胞扩增。蛋白包被适用于原代细胞、干细胞以及需要表面包被细胞外基质蛋白（如 I 型胶原蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白）或合成蛋白（如聚-D-赖氨酸或聚-L-赖氨酸）的应用。生物包被可促进多种类型细胞的生长，包括肝细胞、肌肉细胞、上皮/内皮细胞、神经细胞和转染细胞系。许多原本难以培养的细胞会粘附在生物包被上，从而使培养成功。此外，蛋白质包被还能对某些细胞系的分化和形态产生积极影响。这些表面也是无血清和血清还原细胞培养的理想选择，可促进细胞贴壁和转染或自动清洗等应激程序。^[1]

蒸发

与微孔板相关的一组实验误差是所谓的边缘效应，即边缘孔与板内更深处的孔相比，在检测活性上表现出差异。边缘孔并非四面都被其他孔包围，因此至少有一面与外部环境相邻，从而导致不同的热条件。边缘效应会导致额外的分析不确定性。边缘效应的主要原因之一是微孔板外缘的蒸发。蒸发是对检测性能的一种威胁，可通过使用具有良好隔水隔汽功能的微孔板将蒸发降至最低。其他减少边缘效应的策略包括确保培养箱有足够的湿度、微孔板周边有假孔、在周边孔中填充检测缓冲液或培养基但不将其纳入分析等。^[2]

新的复杂细胞模型    

三维磁性细胞培养和干细胞等细胞模型带来了新的研究机遇。在我们有关三维细胞培养的系列文章中，您将找到有关其在前沿研究中的应用、潜力和实际应用的详细信息和实例

微型化

微型化通常会给检测带来技术上的挑战，需要仪器能够将化合物和试剂准确地分配到更高密度的格式中。如需了解更多信息，请阅读我们关于高通量筛选微孔板的文章。总体吞吐量取决于多种技术因素，包括仪器设备（如平板阅读器速度）和检测本身的特性。逐孔读数比整板读数慢，如果读数稳定性对时间要求很高，这可能是一个问题。适当的微型化程度还取决于试剂的可用性，例如贵重细胞或难以培养的细胞。

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参考文献

[1] Greiner Bio-One Microplate Selection Guide www.gbo.com/fileadmin/media/GBO-International/01_Downloads_BioScience/SALES_Brochures/English/F073048_microtiter plate _Selection_Guide_EN.pdf

[2] Auld DS Ph.D., Coassin PA B.S., Coussens NP Ph.D., et al. Microplate Selection and Recommended Practices in High-throughput Screening and Quantitative Biology. In: Markossian S, Grossman A, Brimacombe K, et al., eds. Assay Guidance Manual. Bethesda (MD): Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences; June 1, 2020.