细胞加药是做实验经常遇到的问题, 但其实只需掌握以下5个步骤,就能轻松搞定!
一、明确实验目的
首先,需要明确研究目标,因为这决定了实验的浓度选择策略
1.药物类型:
小分子抑制剂剂:通常需要找到其有效作用浓度(如IC50,EC50)
细胞因子/生长因子:通常参考文献中使用浓度,在ng/mL或pg/mL级别
中药提取物/天然产物:由于成分复杂,通常需要从较高浓度开始摸索,并设置严格的溶剂对照组
siRNA/miRNA(转染):浓度通常以nM为单位,需要优化转染试剂与核酸的比例
2.实验目的:
机制探索:需要找到能产生适度、可检测表型的浓度,而不是一味追求最大杀伤或激活
药效评估:需要精确计算半最大效应浓度(如IC50/EC50)
毒性测试:(低中高)需要设置一个浓度梯度
二、文献调研
在开始任何实验之前,充分的文献调研可以让安信娱乐事半功倍。
1.进行关键词搜索,在PubMed、Google Scholar等数据库搜索“药物名称+细胞系名称”,搜索过程中重点关注以下几个方面:
别人使用的浓度范围
处理时间
使用的溶剂(如DMSO、乙醇、PBS)及其最终浓度(尤其是DMSO,通常不能超过0.1%-0.5%,否则有溶剂毒性)
细胞的接种密度和培养时间
2.如果没有完全相同的文献:
查找该药物在同类细胞(如其他癌细胞、其他上皮细胞)中的使用浓度
查找该药物的临床血药浓度(Cmax),这可以为体外实验提供一个生理相关的参考起点
三、预实验确定大致浓度范围
1.设置一个宽的浓度梯度
建议设置如1nM,10nM,100nM,1μM,10uM,100uM 这样的对数浓度梯度
一定要设置空白对照组(只有细胞和培养基)和溶剂对照组(含有最高浓度的溶剂,如0.1%DMSO)
2.选择快速、可靠的检测方法
MTT/CCK-8法:快速检测细胞活力和增殖
显微镜观察::直接观察细胞形态、密度、空泡化、脱落等变化
3.分析结果:
找到几乎无影响的浓度和几乎完全抑制/杀死细胞的浓度。这个范围就是你下一步进行精细梯度实验的基础
四、正式实验精确确定有效浓度
在预实验确定的大致范围内,设置一个更精细的浓度梯度(例如,8~10个浓度),进行正式实验,以精确计算关键参数
1.核心概念:
IC50(半抑制浓度):抑制细胞活力、增殖或某种特定功能达到50%时的药物浓度。常用于抑制剂、化疗药
EC50(半最大效应浓度):引起最大生物效应一半时的药物浓度。常用于激动剂、激活剂
2.实验与数据分析:
设置梯度与对照:在预实验确定的范围内设置更密集的浓度点(例如,从无明显效应到完全效应的区间内设8个点)。同样设置空白对照和溶剂对照
处理细胞与检测:用不同浓度药物处理细胞一定时间后,使用可靠的检测方法(如CCK-8 for活力,流式细胞术for凋亡,Western Blot for蛋白磷酸化水平等)收集数据
计算IC50/EC50
将实验数据(如OD值、荧光强度)归一化
对于抑制剂:抑制率(%)=【1-(实验组-空白对照)/(溶剂对照组-空白对照)】*100%
对于激活剂:激活率(%)=【(实验组-空白对照)/(溶剂对照组-空白对照)-1】*100%
使用专业软件进行曲线拟合和计算:GraphPad Prism(最常用),选择[Inhibitor]vs.response --Variable slope (fourparameters)等模型进行非线性回归拟合,lmageJ/SPSS/R语言等也具备类似功能,拟合出的S形曲线中点对应的浓度就是IC50或EC50
五、功能验证与时间梯度
找到IC50/EC50并不是终点,还需要验证在这个浓度下,是否能观察到预期的生物学效应
1.功能验证:使用计算出的IC50浓度及其上下1~2个浓度,进行下游功能实验(如划痕实验、Transwell实验、细胞周期检测、qPCR检测基因表达等),确认该浓度确实能引发想要的表型
2.时间梯度:药物的效应是时间依赖性的。可能需要设置不同的处理时间(如24h、48h、72h),观察效应随时间的变化
关键注意事项
1.溶剂毒性:始终牢记设置溶剂对照,并确保溶剂本身对细胞无影响
2.细胞状态:使用状态良好、对数生长期的细胞,传代次数不宜过多
3.药物稳定性:了解药物在培养基中是否稳定,是否需要更换含药培养基
4.无菌操作:配药和加药过程保证无菌,避免污染
5.重复实验:任何浓度的确定都需要至少3次独立的重复实验来保证结果的可靠性和可重复性。
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