Warum wird CO2 in der Zellkultur benötigt?

Der pH-Wert einer typischen Zellkulturlösung liegt zwischen 7,0 und 7,4. Da es sich bei dem Carbonat-pH-Puffersystem um ein physiologisches pH-Puffersystem handelt (es ist ein wichtiges pH-Puffersystem im menschlichen Blut), wird es in den meisten Kulturen zur Aufrechterhaltung eines stabilen pH-Werts verwendet. Bei der Herstellung von Kulturen mit Pulvern muss oft eine gewisse Menge Natriumbicarbonat zugegeben werden. Bei den meisten Kulturen, die Carbonat als pH-Puffersystem verwenden, muss der Kohlendioxidgehalt im Inkubator zur Aufrechterhaltung eines stabilen pH-Werts zwischen 2 und 10 % gehalten werden, um die Konzentration des gelösten Kohlendioxids in der Kulturlösung aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig müssen die Zellkulturgefäße einigermaßen atmungsaktiv sein, um einen Gasaustausch zu ermöglichen.

Wird durch die Verwendung anderer pH-Puffersysteme ein CO2-Inkubator überflüssig? Es wurde festgestellt, dass aufgrund der niedrigen Kohlendioxidkonzentration in der Luft das HCO3- im Kulturmedium erschöpft ist, wenn die Zellen nicht in einem Kohlendioxid-Inkubator kultiviert werden, was das normale Wachstum der Zellen beeinträchtigt. Daher werden die meisten tierischen Zellen weiterhin in einem CO2-Inkubator kultiviert.

In den letzten Jahrzehnten wurden in der Zellbiologie, Molekularbiologie und Pharmakologie erstaunliche Forschungsfortschritte erzielt, während gleichzeitig die technologische Entwicklung in diesen Bereichen Schritt halten musste. Obwohl sich die typische Laborausrüstung in den Biowissenschaften stark verändert hat, ist der CO2-Inkubator nach wie vor ein wichtiger Bestandteil des Labors und dient der Erhaltung und Förderung des Zell- und Gewebewachstums. Mit dem technologischen Fortschritt sind Funktion und Bedienung jedoch präziser, zuverlässiger und komfortabler geworden. CO2-Inkubatoren gehören heute zu den gängigen Laborgeräten und finden breite Anwendung in Forschung und Produktion in den Bereichen Medizin, Immunologie, Genetik, Mikrobiologie, Agrarwissenschaften und Pharmakologie.

Ein CO2-Inkubator schafft durch die Kontrolle der Umgebungsbedingungen eine Umgebung für besseres Zell-/Gewebewachstum. Das Ergebnis der Zustandskontrolle sind stabile Bedingungen: z. B. konstanter Säure-/Alkalinitätsgrad (pH: 7,2–7,4), stabile Temperatur (37 °C), hohe relative Luftfeuchtigkeit (95 %) und ein stabiler CO2-Gehalt (5 %). Deshalb sind Forscher in den oben genannten Bereichen so begeistert von der Benutzerfreundlichkeit eines CO2-Inkubators.

Darüber hinaus wurden durch die zusätzliche CO2-Konzentrationskontrolle und den Einsatz eines Mikrocontrollers zur präzisen Temperaturregelung des Inkubators die Erfolgsrate und Effizienz der Kultivierung biologischer Zellen und Gewebe usw. verbessert. Kurz gesagt, ein CO2-Inkubator ist ein neuer Inkubatortyp, der in biologischen Laboren nicht durch gewöhnliche Inkubatoren mit elektrischem Thermostat ersetzt werden kann.