Επίδραση της διακύμανσης της θερμοκρασίας στην κυτταροκαλλιέργεια
Η θερμοκρασία είναι μια σημαντική παράμετρος στην κυτταροκαλλιέργεια επειδή επηρεάζει την αναπαραγωγιμότητα των αποτελεσμάτων. Οι αλλαγές στη θερμοκρασία πάνω ή κάτω από τους 37°C έχουν πολύ σημαντική επίδραση στην κινητική της κυτταρικής ανάπτυξης των κυττάρων των θηλαστικών, παρόμοια με αυτή των βακτηριακών κυττάρων. Αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση και τροποποιήσεις στη κυτταρική δομή, την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, τη σταθερότητα του mRNA μπορούν να ανιχνευθούν σε κύτταρα θηλαστικών μετά από μία ώρα στους 32ºC. Εκτός από την άμεση επίδραση στην κυτταρική ανάπτυξη, οι αλλαγές στη θερμοκρασία επηρεάζουν επίσης το pH του μέσου, καθώς η διαλυτότητα του CO2 μεταβάλλει το pH (το pH αυξάνεται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες). Τα καλλιεργημένα κύτταρα θηλαστικών μπορούν να ανεχθούν σημαντικές μειώσεις της θερμοκρασίας. Μπορούν να αποθηκευτούν στους 4 °C για αρκετές ημέρες και μπορούν να ανεχθούν την κατάψυξη στους -196 °C (χρησιμοποιώντας κατάλληλες συνθήκες). Ωστόσο, δεν μπορούν να ανεχθούν θερμοκρασίες πάνω από περίπου 2 °C πάνω από το κανονικό για περισσότερο από μερικές ώρες και θα πεθάνουν γρήγορα στους 40 °C και άνω. Για να διασφαλιστεί η μέγιστη αναπαραγωγιμότητα των αποτελεσμάτων, ακόμη και αν τα κύτταρα επιβιώσουν, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε η θερμοκρασία να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο σταθερή κατά την επώαση και τον χειρισμό των κυττάρων εκτός του επωαστήρα.
Αιτίες διακυμάνσεων θερμοκρασίας μέσα στον επωαστήρα
Θα έχετε παρατηρήσει ότι όταν ανοίγει η πόρτα του επωαστήρα, η θερμοκρασία πέφτει απότομα στην καθορισμένη τιμή των 37 °C. Γενικά, η θερμοκρασία θα ανακάμψει μέσα σε λίγα λεπτά μετά το κλείσιμο της πόρτας. Στην πραγματικότητα, οι στατικές καλλιέργειες χρειάζονται χρόνο για να ανακάμψουν στην καθορισμένη θερμοκρασία στον επωαστήρα. Διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τον χρόνο που χρειάζεται μια κυτταροκαλλιέργεια για να ανακτήσει τη θερμοκρασία της μετά την επεξεργασία εκτός του επωαστήρα.Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν:
- ▶ το χρονικό διάστημα που τα κύτταρα βρίσκονται εκτός του επωαστήρα
- ▶ ο τύπος της φιάλης στην οποία καλλιεργούνται τα κύτταρα (η γεωμετρία επηρεάζει τη μεταφορά θερμότητας)
- ▶Αριθμός δοχείων στον επωαστήρα.
- ▶Η άμεση επαφή των φιαλών με το χαλύβδινο ράφι επηρεάζει την ανταλλαγή θερμότητας και την ταχύτητα επίτευξης της βέλτιστης θερμοκρασίας, επομένως είναι καλύτερο να αποφεύγετε τις στοίβες από φιάλες και να τοποθετείτε κάθε δοχείο
- ▶απευθείας στο ράφι της θερμοκοιτίδας.
Η αρχική θερμοκρασία τυχόν φρέσκων δοχείων και μέσων που χρησιμοποιούνται θα επηρεάσει επίσης τον χρόνο που χρειάζεται για να φτάσουν τα κύτταρα στη βέλτιστη κατάστασή τους. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία τους, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται.
Εάν όλοι αυτοί οι παράγοντες αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου, θα αυξήσουν επίσης τη μεταβλητότητα μεταξύ των πειραμάτων. Είναι απαραίτητο να ελαχιστοποιηθούν αυτές οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, ακόμη και αν δεν είναι πάντα δυνατό να ελεγχθούν τα πάντα (ειδικά εάν πολλά άτομα χρησιμοποιούν την ίδια θερμοκοιτίδα).
Πώς να ελαχιστοποιήσετε τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και να μειώσετε τον χρόνο αποκατάστασης της θερμοκρασίας
Με προθέρμανση του μέσου
Μερικοί ερευνητές έχουν συνηθίσει να προθερμαίνουν ολόκληρα μπουκάλια με θρεπτικό υλικό σε υδατόλουτρο 37 °C για να τα φέρουν σε αυτή τη θερμοκρασία πριν από τη χρήση. Είναι επίσης δυνατό να προθερμανθεί το θρεπτικό υλικό σε έναν επωαστήρα που χρησιμοποιείται μόνο για προθέρμανση του θρεπτικού υλικού και όχι για κυτταροκαλλιέργεια, όπου το θρεπτικό υλικό μπορεί να φτάσει σε βέλτιστη θερμοκρασία χωρίς να διαταραχθούν οι κυτταροκαλλιέργειες σε έναν άλλο επωαστήρα. Αλλά αυτό, απ' όσο γνωρίζουμε, συνήθως δεν είναι μια προσιτή δαπάνη.
Μέσα στην Θερμοκοιτίδα
Ανοίγετε την πόρτα του επωαστήρα όσο το δυνατόν λιγότερο και κλείνετέ την όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Αποφύγετε τα κρύα σημεία, τα οποία δημιουργούν διαφορές θερμοκρασίας στον επωαστήρα. Αφήστε χώρο μεταξύ των φιαλών για να επιτρέπεται η κυκλοφορία του αέρα. Τα ράφια στο εσωτερικό του επωαστήρα μπορούν να είναι διάτρητα. Αυτό επιτρέπει την καλύτερη κατανομή θερμότητας, καθώς επιτρέπει στον αέρα να διέρχεται μέσα από τις οπές. Ωστόσο, η παρουσία οπών μπορεί να οδηγήσει σε διαφορές στην κυτταρική ανάπτυξη, επειδή υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της περιοχής με τις οπές και της περιοχής με τη μετα-εκροή. Για αυτούς τους λόγους, εάν τα πειράματά σας απαιτούν εξαιρετικά ομοιόμορφη ανάπτυξη της κυτταροκαλλιέργειας, μπορείτε να τοποθετήσετε τις φιάλες καλλιέργειας σε μεταλλικά στηρίγματα με μικρότερες επιφάνειες επαφής, οι οποίες συνήθως δεν είναι απαραίτητες στην κυτταροκαλλιέργεια ρουτίνας.
Ελαχιστοποίηση του χρόνου επεξεργασίας κυττάρων
Για να ελαχιστοποιήσετε τον χρόνο που αφιερώνετε στη διαδικασία κυτταρικής επεξεργασίας, πρέπει
- ▶Οργανώστε όλα τα απαραίτητα υλικά και εργαλεία πριν ξεκινήσετε την εργασία.
- ▶Εργαστείτε γρήγορα και ομαλά, εξετάζοντας εκ των προτέρων τις πειραματικές μεθόδους, ώστε οι λειτουργίες σας να γίνουν επαναλαμβανόμενες και αυτοματοποιημένες.
- ▶Ελαχιστοποιήστε την επαφή υγρών με τον αέρα του περιβάλλοντος.
- ▶Διατηρήστε σταθερή θερμοκρασία στο εργαστήριο κυτταροκαλλιέργειας όπου εργάζεστε.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Αυγούστου 2023