ทำไมต้องใช้ CO2 ในการเพาะเลี้ยงเซลล์?

ค่า pH ของโซลูชันการเพาะเลี้ยงเซลล์ทั่วไปอยู่ระหว่าง 7.0 ถึง 7.4 เนื่องจากระบบบัฟเฟอร์ค่า pH ของคาร์บอเนตเป็นระบบบัฟเฟอร์ค่า pH ทางสรีรวิทยา (เป็นระบบบัฟเฟอร์ค่า pH ที่สำคัญในเลือดมนุษย์) จึงใช้เพื่อรักษาค่า pH ที่มั่นคงในวัฒนธรรมส่วนใหญ่ โซเดียมไบคาร์บอเนตจำนวนหนึ่งมักจะต้องเพิ่มเมื่อเตรียมวัฒนธรรมด้วยผง สำหรับวัฒนธรรมส่วนใหญ่ที่ใช้คาร์บอเนตเป็นระบบบัฟเฟอร์ค่า pH เพื่อรักษาค่า pH ที่มีเสถียรภาพคาร์บอนไดออกไซด์ในศูนย์บ่มเพาะจะต้องได้รับการบำรุงรักษาระหว่าง 2-10% เพื่อรักษาความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในสารละลายวัฒนธรรม ในขณะเดียวกันเรือเพาะเลี้ยงเซลล์จะต้องระบายอากาศได้บ้างเพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนก๊าซได้

การใช้ระบบบัฟเฟอร์ค่า pH อื่น ๆ ไม่จำเป็นต้องใช้ศูนย์บ่มเพาะ CO2 หรือไม่? พบว่าเนื่องจากความเข้มข้นต่ำของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศหากเซลล์ไม่ได้รับการเพาะเลี้ยงในตู้อบคาร์บอนไดออกไซด์ HCO3- ในสื่อการเพาะเลี้ยงจะหมดลงและสิ่งนี้จะรบกวนการเจริญเติบโตปกติของเซลล์ ดังนั้นเซลล์สัตว์ส่วนใหญ่ยังคงได้รับการเพาะเลี้ยงในศูนย์บ่มเพาะ CO2

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาสาขาชีววิทยาของเซลล์ชีววิทยาโมเลกุลเภสัชวิทยา ฯลฯ ได้สร้างความก้าวหน้าที่น่าทึ่งในการวิจัยและในเวลาเดียวกันการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในสาขาเหล่านี้ต้องก้าว แม้ว่าอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตทั่วไปมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก แต่ศูนย์บ่มเพาะ CO2 ยังคงเป็นส่วนสำคัญของห้องปฏิบัติการและใช้เพื่อการบำรุงรักษาและส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์และเนื้อเยื่อที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีฟังก์ชั่นและการทำงานของพวกเขามีความแม่นยำมากขึ้นเชื่อถือได้และสะดวกมากขึ้น ทุกวันนี้ศูนย์บ่มเพาะ CO2 ได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือประจำที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยและการผลิตด้านการแพทย์ภูมิคุ้มกันวิทยาพันธุศาสตร์พันธุศาสตร์จุลชีววิทยาวิทยาศาสตร์การเกษตรและเภสัชวิทยา

ศูนย์บ่มเพาะ CO2 สร้างสภาพแวดล้อมเพื่อการเติบโตของเซลล์/เนื้อเยื่อที่ดีขึ้นโดยการควบคุมสภาพแวดล้อมโดยรอบ ผลของการควบคุมสภาพสร้างเงื่อนไขที่มั่นคง: เช่นความเป็นกรดคงที่/ความเป็นด่าง (pH: 7.2-7.4) อุณหภูมิที่มั่นคง (37 ° C) ความชื้นสัมพัทธ์สูง (95%) และระดับ CO2 ที่มั่นคง (5%) ซึ่งเป็นสาเหตุที่นักวิจัยในทุ่งด้านบนมีความกระตือรือร้น

นอกจากนี้ด้วยการเพิ่มการควบคุมความเข้มข้นของ CO2 และการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำของตู้อบอัตราความสำเร็จและประสิทธิภาพของการเพาะปลูกเซลล์ชีวภาพและเนื้อเยื่อ ฯลฯ ได้รับการปรับปรุง ในระยะสั้นศูนย์บ่มเพาะ CO2 เป็นศูนย์บ่มเพาะชนิดใหม่ที่ไม่สามารถแทนที่ด้วยศูนย์บ่มเพาะเทอร์โมสตัทไฟฟ้าทั่วไปในห้องปฏิบัติการชีวภาพ