基于 MW-D10 型超纯水机的细胞培养（贴壁 / 悬浮细胞）无菌超纯水供应标准化方案
上海仪器网 / 2025-09-28
一、方案背景与产品适配性
细胞培养（尤其是贴壁细胞如 HeLa 细胞、悬浮细胞如 CHO 细胞）对水质极其敏感，水中的微生物、内毒素、离子杂质（如 Na⁺、Cl⁻）会导致细胞凋亡、贴壁率下降或代谢紊乱。MICHEM / 美诚 MW-D10 型超纯水机采用 “预处理 + RO 反渗透 + EDI 电去离子 + 紫外杀菌 + 0.22μm 终端过滤” 五级净化系统，可将水质电阻率提升至 18.2MΩ・cm（25℃），内毒素含量≤0.001EU/mL，微生物菌落数≤1CFU/mL，完全满足 GB/T 6682-2022《分析实验室用水规格和试验方法》中细胞培养用水的一级水标准。本方案基于该设备特性，建立从制水到供水的全流程无菌控制体系，适配贴壁与悬浮细胞的差异化培养需求。
二、核心操作流程与优化策略
（一）前期准备与设备调试
- 设备安装与预处理：将 MW-D10 超纯水机置于细胞房洁净区（万级环境），进水端连接符合市政自来水标准的水源（水压 0.1-0.4MPa），预处理滤芯（PP 棉 + 活性炭）需提前浸泡活化 30min，开机后运行 “冲洗模式” 15min，排出管道内残留杂质；通过设备触控屏设定水质参数（电阻率≥18MΩ・cm、水温 20-25℃），启动 “无菌模式”（紫外灯自动开启，杀菌波长 254nm，每小时自动照射 30min）。
- 耗材无菌适配：选用无菌聚四氟乙烯（PTFE）储水罐（容积 5L，适配 MW-D10 出水接口），使用前经 121℃高压灭菌 20min，冷却后连接设备出水端；输送管道采用食品级硅胶管（内径 6mm），用 0.5% 过氧乙酸溶液循环浸泡消毒 1h，再用超纯水冲洗至电阻率稳定在 18MΩ・cm 以上，避免管道残留消毒剂影响细胞活性。
- 用水需求预判：根据细胞培养规模设定制水量，贴壁细胞（如 6 孔板培养）单块板需培养基约 12mL（超纯水占培养基配方的 80%），悬浮细胞（如摇瓶培养）500mL 摇瓶需培养基 200mL，据此设定 MW-D10 的 “定时制水” 功能（如每日早 8 点自动制水 3L，满足当日培养需求），避免超纯水长期储存导致污染。
（二）超纯水制备与供应规范
- 初级制水：启动 MW-D10 “RO 模式”，去除原水中 99% 的离子与颗粒物，产水作为 “预处理水” 用于设备内部清洗；
- 高级制水：切换至 “超纯模式”，经 EDI 与紫外杀菌后，产水输送至无菌储水罐，储水罐内置液位传感器，当水量低于 1L 时设备自动补水产水，避免断供；
- 终端输送：使用无菌移液器或蠕动泵从储水罐取水，贴壁细胞培养基配制时，超纯水需先预热至 37℃（与细胞培养箱温度一致），悬浮细胞用水可直接使用室温超纯水（避免温度波动影响细胞悬浮状态）。
- 储水罐每日更换一次，更换前用超纯水冲洗 3 次，罐口加盖无菌透气膜（允许空气流通但阻挡微生物）；
- 输送管道每周更换一次，每次使用前用 MW-D10 产水冲洗管道 5min，排除管道内滞留空气；
- 操作人员需佩戴无菌手套与口罩，取水时避免手部接触储水罐接口，设备触控屏每日用 75% 乙醇擦拭消毒，防止交叉污染。
- 贴壁细胞：因对水质洁净度要求更高（需避免内毒素影响细胞贴壁），MW-D10 需开启 “增强除内毒素模式”（EDI 模块电流提升至 0.8A），确保内毒素含量≤0.0005EU/mL；
- 悬浮细胞：因培养体系易受离子浓度影响（如 K⁺浓度过高会导致细胞聚集），需通过设备 “离子监测功能” 实时监控离子含量，当 Na⁺浓度≥0.1μg/L 时，自动启动 RO 膜反冲洗，维持离子纯度。
（三）质量控制与问题排查
- 日常质控：每日取水后，用电阻率仪检测水质（需≥18MΩ・cm），取 10mL 超纯水进行微生物培养（37℃培养 48h，菌落数需为 0）；每周检测内毒素（采用鲎试剂法），确保内毒素含量达标。若电阻率下降至 17MΩ・cm 以下，需更换 RO 膜；若微生物超标，检查紫外灯是否正常工作（使用寿命约 5000h，需定期更换）。
- 细胞贴壁率下降：排查超纯水内毒素含量，若超标需更换 EDI 模块；
- 悬浮细胞聚集：检测水中离子浓度，若 K⁺、Ca²⁺浓度过高，启动设备 “深度除盐模式”；
- 制水量下降：检查预处理滤芯是否堵塞（PP 棉滤芯若变色需立即更换），或进水水压是否稳定（低于 0.1MPa 时需调整进水阀门）。
三、方案优势与应用价值
本方案依托 MW-D10 超纯水机的五级净化与无菌控制能力，使细胞培养用水合格率达 100%，贴壁细胞贴壁率提升至 95% 以上（传统纯水机方案约 85%），悬浮细胞存活率维持在 98% 以上。相比外购无菌超纯水，该方案成本降低 60%，且实现实时制水与供应，避免外购水储存过程中的污染风险。方案适用于细胞生物学实验室的疫苗研发、细胞治疗、药物筛选等场景，为贴壁与悬浮细胞的稳定培养提供标准化水质保障。
