لماذا مطلوب ثاني أكسيد الكربون في ثقافة الخلايا؟

الرقم الهيدروجيني لحل ثقافة الخلية النموذجي يتراوح بين 7.0 و 7.4. نظرًا لأن نظام العازلة PH كربونات هو نظام مخزن مؤقت للأس الهيدروجيني الفسيولوجي (إنه نظام مخزن مؤقت للأس الهيدروجيني في الدم البشري) ، يتم استخدامه للحفاظ على درجة الحموضة المستقرة في معظم الثقافات. غالبًا ما يجب إضافة كمية معينة من بيكربونات الصوديوم عند إعداد الثقافات مع مساحيق. بالنسبة لمعظم الثقافات التي تستخدم الكربونات كنظام مخزن مؤقت للأس الهيدروجيني ، من أجل الحفاظ على درجة الحموضة المستقرة ، يجب الحفاظ على ثاني أكسيد الكربون في الحاضنة بين 2-10 ٪ للحفاظ على تركيز ثاني أكسيد الكربون الذائب في محلول الثقافة. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون أوعية ثقافة الخلايا قابلة للتنفس إلى حد ما للسماح بتبادل الغاز.

هل يستخدم استخدام أنظمة الأس الهيدروجيني الأخرى الحاجة إلى حاضنة CO2؟ لقد وجد أنه بسبب انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء ، إذا لم تكن الخلايا مثقفًا في حاضنة ثاني أكسيد الكربون ، فسيتم استنفاد HCO3- في وسط الثقافة ، وسيتداخل ذلك مع النمو الطبيعي للخلايا. لذلك لا تزال معظم الخلايا الحيوانية مثقفة في حاضنة CO2.

على مدار العقود القليلة الماضية ، اتخذت مجالات بيولوجيا الخلايا ، وعلم الأحياء الجزيئي ، وعلم الصيدلة ، وما إلى ذلك خطوات مذهلة في البحث ، وفي الوقت نفسه ، كان على تطبيق التكنولوجيا في هذه المجالات مواكبة. على الرغم من أن معدات مختبر علوم الحياة النموذجية قد تغيرت بشكل كبير ، إلا أن حاضنة ثاني أكسيد الكربون لا تزال جزءًا مهمًا من المختبر ، ويستخدم لغرض الحفاظ على وتعزيز نمو الخلايا والأنسجة بشكل أفضل. ومع ذلك ، مع التقدم في التكنولوجيا ، أصبحت وظيفتها وعملياتها أكثر دقة وموثوقية ومريحة. في الوقت الحاضر ، أصبحت حاضنات ثاني أكسيد الكربون واحدة من الأدوات الروتينية التي تستخدم عادة في المختبرات وتم استخدامها على نطاق واسع في البحث والإنتاج في الطب والمناعة وعلم الوراثة وعلم الأحياء الدقيقة والعلوم الزراعية والدواء.

حاضنة CO2 تخلق بيئة لتحسين نمو الخلايا/الأنسجة من خلال التحكم في الظروف البيئية المحيطة. تخلق نتيجة التحكم في الحالة حالة مستقرة: على سبيل المثال الحموضة/القلوية الثابتة (درجة الحموضة: 7.2-7.4) ، ودرجة حرارة مستقرة (37 درجة مئوية) ، والرطوبة النسبية العالية (95 ٪) ، ومستوى ثاني أكسيد الكربون المستقر (5 ٪) ، وهذا هو السبب في أن الباحثين في المجالات أعلاه متحمسون للغاية بشأن راحة استخدام CO2.

بالإضافة إلى ذلك ، مع إضافة التحكم في تركيز ثاني أكسيد الكربون واستخدام متحكم للتحكم الدقيق في درجة الحرارة في الحاضنة ، تم تحسين معدل النجاح وكفاءة زراعة الخلايا والأنسجة البيولوجية ، وما إلى ذلك. باختصار ، حاضنة CO2 هي نوع جديد من الحاضنات التي لا يمكن استبدالها بحاضنة ترموستات كهربائية عادية في المختبرات البيولوجية.