本文原创为：彪彪 来源于：抗体圈
紫外线(UV)具有高能量，能被DNA分子中的嘧啶碱基吸收，导致相邻嘧啶碱基之间形成共价键，产生环丁烷嘧啶二聚体(CPD)和(6-4)光产物(6-4PP)等损伤。这些损伤会扭曲DNA双螺旋结构，阻碍DNA聚合酶的正常移动，从而干扰DNA复制和转录过程。研究表明，UVC波段的紫外线对DNA损伤最为严重，其能量足以直接破坏DNA分子中的化学键，导致DNA链断裂。例如，在一项研究中，细胞暴露于UVC辐射后，DNA损伤程度与辐射剂量呈线性关系，辐射剂量为10 J/m²时，DNA损伤率达到20%，而当辐射剂量增加到50 J/m²时，损伤率高达80%。这种损伤不仅会影响细胞的正常生长和分裂，还可能导致基因突变，增加细胞癌变的风险。
紫外线照射会使培养基中的蛋白质发生变性。蛋白质分子中含有芳香族氨基酸，如色氨酸、酪氨酸等，它们能吸收紫外线能量，导致蛋白质分子内部的氢键、疏水作用等非共价键断裂，破坏蛋白质的二级、三级结构，使其失去原有的生物活性。例如，一项研究发现，紫外线照射后，培养基中的一种关键酶——谷氨酰胺合成酶的活性下降了60%，其三维结构发生了显著变化，导致其催化效率大幅降低。此外，紫外线还会诱导蛋白质发生交联反应，形成不可逆的聚集体，进一步影响蛋白质的功能。在细胞培养过程中，蛋白质是细胞生长和代谢的重要成分，蛋白质变性会严重影响细胞的生长状态和实验结果的准确性。
紫外线对培养基中的维生素和氨基酸也有显著的破坏作用。维生素B族中的核黄素在紫外线照射下会产生活性氧(ROS)及过氧化物，这些物质对细胞具有毒性，会进一步损伤细胞的DNA、蛋白质等生物大分子。例如，维生素B2在紫外线照射下分解率可达70%，导致其失去作为辅酶参与细胞代谢的功能。氨基酸在紫外线照射下可能发生变异，尤其是色氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸，它们在光照下容易形成光加合物，对细胞生长产生不利影响。一项研究显示，培养基中的色氨酸在紫外线照射后，其含量下降了50%，同时细胞的生长速率也降低了30%。维生素和氨基酸是细胞生长的必需营养物质，它们的损失会直接影响细胞的生长速度和质量，甚至导致细胞死亡。
紫外线照射可导致培养基中蛋白质变性，丧失其原有的生物活性。蛋白质分子中的芳香族氨基酸如色氨酸、酪氨酸等能吸收紫外线能量，破坏蛋白质内部的氢键、疏水作用等非共价键，改变其二级、三级结构。例如，研究发现紫外线照射后，培养基中的谷氨酰胺合成酶活性下降60%，三维结构显著变化，催化效率大幅降低。此外，紫外线还会诱导蛋白质发生交联反应，形成不可逆的聚集体，进一步影响其功能。蛋白质是细胞生长和代谢的重要成分，其变性会严重影响细胞的生长状态和实验结果的准确性。
培养基中的维生素在紫外线照射下会发生降解，失去其原有的功能。维生素B族中的核黄素在紫外线照射下会产生活性氧(ROS)及过氧化物，对细胞具有毒性，进一步损伤细胞的DNA、蛋白质等生物大分子。例如，维生素B2在紫外线照射下的分解率可达70%，导致其失去作为辅酶参与细胞代谢的功能。维生素的损失会直接影响细胞的生长速度和质量，甚至导致细胞死亡。
紫外线照射可导致培养基中的氨基酸发生变异，尤其是色氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸。这些氨基酸在光照下容易形成光加合物，对细胞生长产生不利影响。一项研究显示，培养基中的色氨酸在紫外线照射后，其含量下降了50%，同时细胞的生长速率也降低了30%。氨基酸是细胞生长的必需营养物质，其变异会直接影响细胞的生长速度和质量。
过滤除菌法是一种有效的替代紫外线照射的方法，通过物理阻留的方式将液体或空气中的细菌除去，以达到无菌目的。常用的滤菌器有薄膜滤菌器（0.45μm和0.22μm孔径）、陶瓷滤菌器、石棉滤菌器（即Seitz滤菌器）、烧结玻璃滤菌器等。例如，0.22μm孔径的滤膜能够有效截留细菌和大部分病毒颗粒，确保培养基的无菌性。过滤除菌法的优点在于不会对培养基中的营养成分产生破坏，同时操作简单，适用于对热敏感或易受光影响的培养基。此外，过滤除菌法还可以与其他消毒方法结合使用，提高消毒效果，如在过滤除菌后进行短时间的化学消毒处理，以确保培养基的wan全无菌。
化学消毒剂是另一种常用的紫外线照射替代方法，通过化学反应杀灭或抑制微生物的生长。常见的化学消毒剂包括70%乙醇、漂白剂、过氧化氢等。例如，70%乙醇能够迅速渗透细菌细胞膜，破坏细菌的蛋白质和酶系统，从而达到消毒的目的。使用化学消毒剂时，需要严格按照说明书的浓度和作用时间进行操作，以确保消毒效果。例如，漂白剂的使用浓度一般为0.1%至0.5%，作用时间为10至30分钟，能够有效杀灭细菌、病毒和真菌。化学消毒剂的优点是作用迅速，消毒效果可靠，但需要注意其对操作者和环境的潜在风险，以及可能对培养基中某些成分的残留影响。因此，在使用化学消毒剂时，应采取适当的防护措施，并在消毒后进行充分的冲洗，以去除残留的消毒剂。
细胞培养基的避光储存至关重要，因为光照尤其是紫外线，会引发一系列的化学反应，破坏培养基中的关键成分。例如，维生素B族中的核黄素在光照下会产生活性氧和过氧化物，这些物质不仅会直接损伤细胞，还会进一步破坏DNA和蛋白质等生物大分子。此外，培养基中的氨基酸如色氨酸和酪氨酸在光照下容易形成光加合物，导致其结构改变，从而失去原有的功能。研究表明，避光储存可以显著延长培养基的有效期，保持其营养成分的稳定性和生物活性。因此，在实验室中，应将培养基存放在避光的环境中，如使用棕色玻璃瓶或将其置于遮光的容器中，以减少光照对培养基的影响。
冷藏保存是确保细胞培养基稳定性的另一种重要方法。通常情况下，培养基应储存在2-8℃的冰箱中。在低温条件下，培养基中的化学反应速率会降低，从而减缓营养成分的降解过程。例如，L-谷氨酰胺在常温下容易分解，但在冷藏条件下，其稳定性可以得到显著提高。此外，冷藏还可以抑制微生物的生长，防止培养基受到污染。然而，需要注意的是，培养基在冷藏保存时应避免冻结，因为结冰会导致培养基的体积膨胀，破坏其结构，影响使用效果。因此，在冷藏保存过程中，应确保培养基的温度稳定在推荐范围内，并定期检查其状态，以确保其质量和安全性。
综上所述，紫外线对细胞培养基具有显著的破坏作用，其高能量可引发DNA损伤、蛋白质变性、维生素降解和氨基酸变异等一系列问题，严重影响细胞的生长状态和实验结果的准确性。因此，在细胞培养过程中，应避免将培养基直接暴露于紫外线下。为了确保培养基的质量和无菌性，可采用过滤除菌法和化学消毒剂等替代方法进行消毒处理。同时，正确的储存方式，如避光和冷藏保存，也是保护培养基成分不受破坏的关键措施。通过综合运用这些方法，可以有效避免紫外线对细胞培养基的不良影响，为细胞培养创造一个稳定、安全的环境，从而提高实验的成功率和结果的可靠性。
