Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Zellkultur
Die Temperatur ist ein wichtiger Parameter in der Zellkultur, da sie die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinflusst. Temperaturschwankungen über oder unter 37 °C haben einen sehr signifikanten Effekt auf die Zellwachstumskinetik von Säugetierzellen, ähnlich wie bei Bakterienzellen. Änderungen in der Genexpression und Modifikationen der Zellstruktur, des Zellzyklusverlaufs und der mRNA-Stabilität können in Säugetierzellen nach einer Stunde bei 32 °C nachgewiesen werden. Temperaturschwankungen haben nicht nur einen direkten Einfluss auf das Zellwachstum, sondern auch auf den pH-Wert des Mediums, da die Löslichkeit von CO2 den pH-Wert verändert (der pH-Wert steigt bei niedrigeren Temperaturen). Kultivierte Säugetierzellen können erhebliche Temperatursenkungen tolerieren. Sie können mehrere Tage bei 4 °C gelagert und (unter geeigneten Bedingungen) auf -196 °C eingefroren werden. Sie vertragen jedoch Temperaturen von etwa 2 °C über dem Normalwert nicht länger als ein paar Stunden und sterben bei 40 °C und mehr schnell ab. Um eine maximale Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, auch wenn die Zellen überleben, muss darauf geachtet werden, dass die Temperatur während der Inkubation und Handhabung der Zellen außerhalb des Inkubators möglichst konstant bleibt.
Gründe für Temperaturschwankungen im Inkubator
Sie werden bemerkt haben, dass die Temperatur beim Öffnen der Inkubatortür schnell auf den Sollwert von 37 °C abfällt. Normalerweise erholt sich die Temperatur innerhalb weniger Minuten nach dem Schließen der Tür. Statische Kulturen benötigen Zeit, um sich im Inkubator auf die Solltemperatur zu erholen. Verschiedene Faktoren können die Zeit beeinflussen, die eine Zellkultur benötigt, um nach der Behandlung außerhalb des Inkubators wieder auf Temperatur zu kommen. Dazu gehören:
- ▶die Zeitspanne, in der sich die Zellen außerhalb des Inkubators befanden
- ▶die Art des Kolbens, in dem die Zellen gezüchtet werden (die Geometrie beeinflusst die Wärmeübertragung)
- ▶Anzahl der Behälter im Inkubator .
- ▶Der direkte Kontakt der Kolben mit dem Stahlregal beeinträchtigt den Wärmeaustausch und die Geschwindigkeit, mit der die optimale Temperatur erreicht wird. Daher ist es besser, Stapel von Kolben zu vermeiden und jedes Gefäß
- ▶direkt auf dem Regal des Inkubators.
Die Anfangstemperatur aller verwendeten frischen Behälter und Medien beeinflusst auch die Zeit, die die Zellen benötigen, um ihren optimalen Zustand zu erreichen. Je niedriger ihre Temperatur, desto länger dauert es.
Verändern sich all diese Faktoren im Laufe der Zeit, erhöht sich auch die Variabilität zwischen den Experimenten. Es ist notwendig, diese Temperaturschwankungen zu minimieren, auch wenn es nicht immer möglich ist, alles zu kontrollieren (insbesondere wenn mehrere Personen denselben Inkubator verwenden).
So minimieren Sie Temperaturschwankungen und verkürzen die Temperaturwiederherstellungszeit
Durch Vorwärmen des Mediums
Manche Forscher sind es gewohnt, ganze Medienflaschen in einem 37 °C warmen Wasserbad vorzuwärmen, um sie vor Gebrauch auf diese Temperatur zu bringen. Es ist auch möglich, das Medium in einem Inkubator vorzuwärmen, der nur zum Vorwärmen von Medien und nicht zur Zellkultur verwendet wird. So kann das Medium eine optimale Temperatur erreichen, ohne die Zellkulturen in einem anderen Inkubator zu stören. Dies ist jedoch unseres Wissens nach in der Regel kein erschwinglicher Aufwand.
Im Inkubator
Öffnen Sie die Inkubatortür so wenig wie möglich und schließen Sie sie so schnell wie möglich. Vermeiden Sie kalte Stellen, die zu Temperaturunterschieden im Inkubator führen. Lassen Sie zwischen den Flaschen Platz, damit die Luft zirkulieren kann. Die Einlegeböden im Inkubator können perforiert sein. Dies ermöglicht eine bessere Wärmeverteilung, da Luft durch die Löcher strömen kann. Löcher können jedoch zu Unterschieden im Zellwachstum führen, da zwischen dem gelochten und dem metabolisierten Bereich ein Temperaturunterschied besteht. Wenn Ihre Experimente ein sehr gleichmäßiges Wachstum der Zellkultur erfordern, können Sie die Kulturflaschen daher auf Metallträger mit kleineren Kontaktflächen stellen, die in der routinemäßigen Zellkultur normalerweise nicht erforderlich sind.
Minimierung der Zellverarbeitungszeit
Um den Zeitaufwand für die Zellbehandlung zu minimieren, müssen Sie
- ▶Besorgen Sie sich alle notwendigen Materialien und Werkzeuge, bevor Sie mit der Arbeit beginnen.
- ▶ Arbeiten Sie schnell und reibungslos und überprüfen Sie die experimentellen Methoden im Voraus, damit Ihre Vorgänge repetitiv und automatisiert werden.
- ▶Minimieren Sie den Kontakt von Flüssigkeiten mit der Umgebungsluft.
- ▶ Sorgen Sie für eine konstante Temperatur im Zellkulturlabor, in dem Sie arbeiten.
Beitragszeit: 03.01.2024