Miért van szükség CO2-re a sejtkultúrában?

Egy tipikus sejtkultúra-oldat pH-ja 7,0 és 7,4 között van. Mivel a karbonát pH-pufferrendszer egy fiziológiás pH-pufferrendszer (fontos pH-pufferrendszer az emberi vérben), a legtöbb tenyészetben a pH stabil fenntartására használják. Porok felhasználásával történő tenyészetek készítésekor gyakran bizonyos mennyiségű nátrium-hidrogén-karbonátot kell hozzáadni. A legtöbb karbonátot pH-pufferrendszerként használó tenyészet esetében a stabil pH fenntartása érdekében az inkubátorban lévő szén-dioxidot 2-10% között kell tartani, hogy a tenyésztőoldatban oldott szén-dioxid koncentrációja megfelelő legyen. Ugyanakkor a sejtkultúra-edényeknek némileg lélegzőnek kell lenniük a gázcsere lehetővé tétele érdekében.

Más pH-pufferrendszerek használata szükségtelenné teszi a CO2-inkubátort? Megállapították, hogy a levegő alacsony szén-dioxid-koncentrációja miatt, ha a sejteket nem szén-dioxid-inkubátorban tenyésztik, a táptalajban lévő HCO3⁻ kimerül, és ez zavarja a sejtek normális növekedését. Így a legtöbb állati sejtet továbbra is CO2-inkubátorban tenyésztik.

Az elmúlt évtizedekben a sejtbiológia, a molekuláris biológia, a farmakológia stb. területei elképesztő előrelépéseket tettek a kutatásban, és ezzel egyidejűleg a technológia alkalmazásának is lépést kellett tartania ezeken a területeken. Bár a tipikus élettudományi laboratóriumi berendezések drámaian megváltoztak, a CO2 inkubátor továbbra is fontos része a laboratóriumnak, és a sejtek és szövetek jobb növekedésének fenntartására és elősegítésére szolgál. A technológia fejlődésével azonban funkciójuk és működésük pontosabbá, megbízhatóbbá és kényelmesebbé vált. Napjainkban a CO2 inkubátorok a laboratóriumokban gyakran használt rutineszközökké váltak, és széles körben alkalmazzák őket a kutatásban és a termelésben az orvostudományban, az immunológiában, a genetikában, a mikrobiológiában, a mezőgazdasági tudományokban és a farmakológiában.

A CO2 inkubátor a környező környezeti feltételek szabályozásával teremti meg a jobb sejt-/szövetnövekedéshez szükséges környezetet. A feltételek szabályozásának eredményeképpen stabil körülmények jönnek létre: pl. állandó savasság/lúgosság (pH: 7,2-7,4), stabil hőmérséklet (37°C), magas relatív páratartalom (95%) és stabil CO2-szint (5%), ezért lelkesednek a fenti területek kutatói annyira a CO2 inkubátor használatának kényelméért.

Ezenkívül a CO2-koncentráció szabályozásának és az inkubátor pontos hőmérséklet-szabályozására szolgáló mikrovezérlő használatának köszönhetően javult a biológiai sejtek és szövetek stb. tenyésztésének sikerességi aránya és hatékonysága. Röviden, a CO2-inkubátor egy új típusú inkubátor, amelyet nem lehet helyettesíteni a biológiai laboratóriumokban használt hagyományos elektromos termosztátos inkubátorokkal.