Влияние колебаний температуры на культуру клеток
Температура является важным параметром в клеточной культуре, поскольку она влияет на воспроизводимость результатов. Изменения температуры выше или ниже 37 °C оказывают очень существенное влияние на кинетику роста клеток млекопитающих, подобно тому, как это происходит с бактериальными клетками. Изменения экспрессии генов и модификации клеточной структуры, прогрессии клеточного цикла, стабильности мРНК можно обнаружить в клетках млекопитающих через один час при 32 °C. Помимо прямого влияния на рост клеток, изменения температуры также влияют на pH среды, поскольку растворимость CO2 изменяет pH (pH увеличивается при более низких температурах). Культивируемые клетки млекопитающих могут переносить значительные понижения температуры. Их можно хранить при 4 °C в течение нескольких дней и выдерживать замораживание до -196 °C (при соблюдении соответствующих условий). Однако они не могут переносить температуры выше нормы примерно на 2 °C более нескольких часов и быстро погибают при 40 °C и выше. Чтобы обеспечить максимальную воспроизводимость результатов, даже если клетки выживут, необходимо следить за поддержанием максимально постоянной температуры во время инкубации и при обращении с клетками вне инкубатора.
Причины колебаний температуры внутри инкубатора
Вы, вероятно, заметили, что при открытии дверцы инкубатора температура быстро падает до заданного значения 37 °C. Как правило, температура восстанавливается в течение нескольких минут после закрытия дверцы. Фактически, статичным культурам требуется время для восстановления температуры в инкубаторе. Ряд факторов может влиять на время, необходимое клеточной культуре для восстановления температуры после обработки вне инкубатора.К этим факторам относятся:
- ▶продолжительность времени, в течение которого клетки находились вне инкубатора
- ▶тип колбы, в которой выращиваются клетки (геометрия влияет на теплопередачу)
- ▶Количество контейнеров в инкубаторе.
- ▶Непосредственный контакт колб со стальной полкой влияет на теплообмен и скорость достижения оптимальной температуры, поэтому лучше избегать штабелирования колб и размещать каждую емкость отдельно
- ▶непосредственно на полке инкубатора.
Начальная температура любых свежих контейнеров и используемых сред также будет влиять на время, необходимое для достижения клетками оптимального состояния: чем ниже их температура, тем больше времени это займет.
Если все эти факторы со временем меняются, это также увеличит вариабельность между экспериментами. Необходимо минимизировать эти колебания температуры, даже если не всегда возможно всё контролировать (особенно если один инкубатор используют несколько человек).
Как минимизировать колебания температуры и сократить время восстановления температуры
Предварительный нагрев среды
Некоторые исследователи привыкли предварительно нагревать целые флаконы со средой на водяной бане при температуре 37 °C, чтобы довести их до этой температуры перед использованием. Можно также предварительно нагревать среду в инкубаторе, который используется только для предварительного нагрева среды, а не для культивирования клеток, где среда может достичь оптимальной температуры, не нарушая клеточные культуры в другом инкубаторе. Однако, насколько нам известно, это обычно нецелесообразно.
Внутри инкубатора
Открывайте дверцу инкубатора как можно реже и закрывайте её как можно быстрее. Избегайте холодных зон, создающих перепады температур в инкубаторе. Оставляйте пространство между колбами для циркуляции воздуха. Полки внутри инкубатора можно сделать перфорированными. Это способствует лучшему распределению тепла, поскольку воздух проходит через отверстия. Однако наличие отверстий может привести к различиям в росте клеток из-за разницы температур между областью с отверстиями и областью с метаболитами. По этой причине, если ваши эксперименты требуют максимально равномерного роста клеточной культуры, вы можете разместить колбы на металлических подставках с меньшей контактной поверхностью, что обычно не требуется при рутинном культивировании клеток.
Минимизация времени обработки ячеек
Чтобы минимизировать время, затрачиваемое на процесс обработки клеток, необходимо
- ▶Прежде чем приступить к работе, подготовьте все необходимые материалы и инструменты.
- ▶Работайте быстро и слаженно, заранее изучая экспериментальные методы, чтобы ваши операции стали повторяющимися и автоматизированными.
- ▶Минимизируйте контакт жидкостей с окружающим воздухом.
- ▶Поддерживайте постоянную температуру в лаборатории по культивированию клеток, где вы работаете.
Время публикации: 18 августа 2023 г.