چرا در کشت سلولی به CO2 نیاز است؟

pH یک محلول کشت سلولی معمولی بین 7.0 تا 7.4 است. از آنجایی که سیستم بافر pH کربنات یک سیستم بافر pH فیزیولوژیکی است (یک سیستم بافر pH مهم در خون انسان است)، برای حفظ pH پایدار در اکثر کشت‌ها استفاده می‌شود. هنگام تهیه کشت‌ها با پودر، اغلب باید مقدار مشخصی بی‌کربنات سدیم اضافه شود. برای اکثر کشت‌هایی که از کربنات به عنوان سیستم بافر pH استفاده می‌کنند، برای حفظ pH پایدار، دی‌اکسید کربن موجود در انکوباتور باید بین 2 تا 10 درصد حفظ شود تا غلظت دی‌اکسید کربن محلول در محلول کشت حفظ شود. در عین حال، ظروف کشت سلولی باید تا حدودی قابل تنفس باشند تا تبادل گاز امکان‌پذیر باشد.

آیا استفاده از سایر سیستم‌های بافر pH، نیاز به انکوباتور CO2 را از بین می‌برد؟ مشخص شده است که به دلیل غلظت پایین دی اکسید کربن در هوا، اگر سلول‌ها در انکوباتور دی اکسید کربن کشت داده نشوند، HCO3- موجود در محیط کشت کاهش می‌یابد و این امر در رشد طبیعی سلول‌ها اختلال ایجاد می‌کند. بنابراین، بیشتر سلول‌های حیوانی هنوز در انکوباتور CO2 کشت داده می‌شوند.

در طول چند دهه گذشته، زمینه‌های زیست‌شناسی سلولی، زیست‌شناسی مولکولی، داروسازی و غیره پیشرفت‌های شگفت‌انگیزی در تحقیقات داشته‌اند و در عین حال، کاربرد فناوری در این زمینه‌ها نیز باید همگام با این پیشرفت‌ها باشد. اگرچه تجهیزات آزمایشگاهی علوم زیستی معمولی به طرز چشمگیری تغییر کرده است، اما انکوباتور CO2 هنوز بخش مهمی از آزمایشگاه است و برای حفظ و ارتقای رشد بهتر سلول‌ها و بافت‌ها استفاده می‌شود. با این حال، با پیشرفت فناوری، عملکرد و نحوه عملکرد آنها دقیق‌تر، قابل اعتمادتر و راحت‌تر شده است. امروزه، انکوباتورهای CO2 به یکی از ابزارهای معمول مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها تبدیل شده‌اند و به طور گسترده در تحقیقات و تولید در پزشکی، ایمونولوژی، ژنتیک، میکروبیولوژی، علوم کشاورزی و داروسازی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

انکوباتور CO2 با کنترل شرایط محیطی اطراف، محیطی را برای رشد بهتر سلول/بافت ایجاد می‌کند. نتیجه کنترل شرایط، ایجاد یک شرایط پایدار است: مثلاً اسیدیته/قلیایی ثابت (pH: 7.2-7.4)، دمای پایدار (37 درجه سانتیگراد)، رطوبت نسبی بالا (95٪) و سطح CO2 پایدار (5٪)، به همین دلیل است که محققان در زمینه‌های فوق در مورد راحتی استفاده از انکوباتور CO2 بسیار مشتاق هستند.

علاوه بر این، با اضافه شدن کنترل غلظت CO2 و استفاده از میکروکنترلر برای کنترل دقیق دمای انکوباتور، میزان موفقیت و راندمان کشت سلول‌ها و بافت‌های بیولوژیکی و غیره بهبود یافته است. به طور خلاصه، انکوباتور CO2 نوع جدیدی از انکوباتور است که نمی‌توان آن را با انکوباتور ترموستات‌دار برقی معمولی در آزمایشگاه‌های بیولوژیکی جایگزین کرد.