温度変化が細胞培養に与える影響
温度は、結果の再現性に影響するため、細胞培養において重要なパラメータです。37℃を超えるまたは下回る温度変化は、細菌細胞と同様に、哺乳類細胞の細胞増殖動態に非常に大きな影響を及ぼします。哺乳類細胞では、32℃で1時間後には、遺伝子発現の変化、細胞構造の修正、細胞周期の進行、mRNAの安定性が検出されます。温度変化は細胞増殖に直接影響するだけでなく、CO2の溶解度によってpHが変化するため（低温ではpHが上昇する）、培地のpHにも影響します。培養された哺乳類細胞は、大幅な温度低下に耐えることができます。4℃で数日間保存でき、適切な条件下では-196℃までの凍結にも耐えることができます。ただし、通常より約2℃高い温度に数時間以上耐えることはできず、40℃以上ではすぐに死滅します。結果の再現性を最大限に高めるには、細胞が生き残った場合でも、インキュベーター外での細胞の培養および取り扱い中に、温度をできるだけ一定に保つように注意する必要があります。
インキュベータ内の温度変化の理由
インキュベーターのドアを開けると、温度が設定温度の37℃まで急激に下がることにお気づきでしょう。通常、ドアを閉めてから数分以内に温度は回復します。実際、静置培養では、インキュベーター内の設定温度まで回復するのに時間がかかります。インキュベーター外で処理を行った後、細胞培養の温度が回復するまでの時間には、いくつかの要因が影響する可能性があります。これらの要因には以下が含まれます。
- ▶細胞がインキュベーターから出されていた時間の長さ
- ▶細胞を培養するフラスコの種類（形状は熱伝達に影響します）
- ▶インキュベーター内の容器の数。
- ▶フラスコがスチール棚に直接接触すると、熱交換と最適温度に達する速度に影響が出るため、フラスコを積み重ねずに、各容器をスチール棚に並べることをお勧めします。
- ▶インキュベーターの棚に直接置きます。
使用される新しい容器や培地の初期温度も、細胞が最適な状態になるまでにかかる時間に影響します。温度が低いほど、かかる時間は長くなります。
これらの要因が時間とともに変化すると、実験間のばらつきも大きくなります。常にすべてを制御できるとは限りませんが（特に複数の人が同じインキュベーターを使用している場合）、これらの温度変動を最小限に抑える必要があります。
温度変化を最小限に抑え、温度回復時間を短縮する方法
培地を予熱することで
研究者の中には、使用前に培地ボトル全体を37℃のウォーターバスで予熱し、この温度にしておくことに慣れている人もいます。また、細胞培養には使用せず、培地の予熱のみに用いるインキュベーターで培地を予熱することも可能です。この方法では、別のインキュベーターで培養されている細胞を阻害することなく、培地を最適な温度に調整できます。しかし、私たちの知る限り、これは通常、費用的に負担が大きすぎるものです。
インキュベーター内部
インキュベーターのドアはできるだけ開け閉めせず、素早く閉めてください。インキュベーター内に温度差を生じさせるコールドスポットを作らないようにしましょう。フラスコ間に隙間を設け、空気の循環を確保しましょう。インキュベーター内の棚には穴を開けることができます。穴を通して空気が通過するため、熱分散が向上します。しかし、穴があると、穴のある部分と金属のない部分で温度差が生じるため、細胞の成長に差が生じる可能性があります。これらの理由から、細胞培養の均一性を高める実験が必要な場合は、培養フラスコを接触面積の小さい金属製の支持台に置くことができます。これは、通常の細胞培養では通常必要ありません。
細胞処理時間の最小化
細胞処理プロセスに費やす時間を最小限に抑えるには、
- ▶作業を始める前に、必要な材料と道具をすべて準備してください。
- ▶作業を反復的かつ自動化できるよう、実験方法を事前に確認し、迅速かつスムーズに作業を進めます。
- ▶液体と周囲の空気との接触を最小限に抑えます。
- ▶作業する細胞培養実験室の温度を一定に保ちます。
投稿日時: 2024年1月3日