Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Zellkultur in einem CO2-Inkubator
Die Temperatur ist ein wichtiger Parameter in der Zellkultur, da sie die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinflusst. Temperaturänderungen über oder unter 37 °C haben, ähnlich wie bei Bakterienzellen, einen sehr signifikanten Einfluss auf die Wachstumskinetik von Säugetierzellen. Veränderungen der Genexpression und Modifikationen der Zellstruktur, des Zellzyklus und der mRNA-Stabilität lassen sich in Säugetierzellen bereits nach einer Stunde bei 32 °C nachweisen. Neben dem direkten Einfluss auf das Zellwachstum beeinflussen Temperaturänderungen auch den pH-Wert des Mediums, da die Löslichkeit von CO₂ den pH-Wert verändert (der pH-Wert steigt bei niedrigeren Temperaturen). Kultivierte Säugetierzellen tolerieren deutliche Temperaturabsenkungen. Sie können mehrere Tage bei 4 °C gelagert und unter geeigneten Bedingungen bis zu -196 °C eingefroren werden. Temperaturen, die mehr als etwa 2 °C über der Normaltemperatur liegen, vertragen sie jedoch nicht länger als einige Stunden und sterben bei 40 °C und darüber schnell ab. Um eine maximale Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, auch wenn die Zellen überleben, muss darauf geachtet werden, die Temperatur während der Inkubation und der Handhabung der Zellen außerhalb des Inkubators so konstant wie möglich zu halten.
Gründe für Temperaturschwankungen im Inkubator
Sie haben sicherlich bemerkt, dass die Temperatur beim Öffnen der Inkubatortür rasch auf den eingestellten Wert von 37 °C sinkt. Im Allgemeinen erholt sich die Temperatur innerhalb weniger Minuten nach dem Schließen der Tür. Tatsächlich benötigen statische Kulturen Zeit, um im Inkubator die eingestellte Temperatur wieder zu erreichen. Verschiedene Faktoren können die Zeit beeinflussen, die eine Zellkultur benötigt, um nach einer Behandlung außerhalb des Inkubators ihre Temperatur wiederzuerlangen. Zu diesen Faktoren gehören:
- ▶die Zeitspanne, die die Zellen außerhalb des Inkubators verbracht haben
- ▶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, Kolben nicht zu stapeln und jedes Gefäß einzeln zu platzieren.
- ▶direkt auf dem Regal des Inkubators.
Die Ausgangstemperatur der verwendeten frischen Behälter und Medien beeinflusst auch die Zeit, die die Zellen benötigen, um ihren optimalen Zustand zu erreichen; je niedriger die 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 dasselbe Gerät verwenden).CO2-Inkubator).
Wie man Temperaturschwankungen minimiert und die Temperaturwiederherstellungszeit verkürzt
Durch Vorheizen des Mediums
Manche Forscher sind es gewohnt, ganze Flaschen mit Nährmedium in einem 37 °C warmen Wasserbad vorzuwärmen, um es vor Gebrauch auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Alternativ kann das Medium auch in einem Inkubator vorgewärmt werden, der ausschließlich für die Mediumvorwärmung und nicht für die Zellkultur genutzt wird. Dort kann das Medium eine optimale Temperatur erreichen, ohne die Zellkulturen in einem anderen Inkubator zu beeinträchtigen. Dies ist jedoch, soweit wir wissen, in der Regel mit hohen Kosten verbunden.
Im Inneren des Inkubators
Öffnen Sie die Tür des Inkubators so wenig wie möglich und schließen Sie sie ebenso schnell. Vermeiden Sie Kältebrücken, da diese Temperaturunterschiede im Inkubator verursachen. Lassen Sie zwischen den Kulturflaschen genügend Platz, damit die Luft zirkulieren kann. Die Regalböden im Inkubator können perforiert sein. Dies ermöglicht eine bessere Wärmeverteilung, da Luft durch die Löcher strömen kann. Allerdings können die Löcher zu Unterschieden im Zellwachstum führen, da zwischen dem perforierten Bereich und dem Bereich mit Metalloberfläche ein Temperaturunterschied besteht. Wenn Ihre Experimente daher ein besonders gleichmäßiges Wachstum der Zellkultur erfordern, können Sie die Kulturflaschen auf Metallträger mit kleineren Auflageflächen stellen. Dies ist in der Routine-Zellkultur in der Regel nicht notwendig.
Minimierung der Zellverarbeitungszeit
Um die für die Zellbehandlung benötigte Zeit zu minimieren, müssen Sie
- ▶ Legen Sie alle notwendigen Materialien und Werkzeuge bereit, bevor Sie mit der Arbeit beginnen.
- ▶Arbeiten Sie schnell und reibungslos, indem Sie experimentelle Methoden im Voraus überprüfen, damit Ihre Arbeitsabläufe wiederholbar und automatisiert werden.
- ▶ Den Kontakt von Flüssigkeiten mit der Umgebungsluft minimieren.
- ▶Sorgen Sie für eine konstante Temperatur im Zellkulturlabor, in dem Sie arbeiten.
Veröffentlichungsdatum: 03.01.2024