ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อการเพาะเลี้ยงเซลล์ในตู้อบ CO2
อุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการเพาะเลี้ยงเซลล์ เนื่องจากมีผลต่อความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สูงกว่าหรือต่ำกว่า 37°C มีผลอย่างมากต่อจลนศาสตร์การเจริญเติบโตของเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่นเดียวกับเซลล์แบคทีเรีย การเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนและการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเซลล์ การดำเนินไปของวงจรเซลล์ และความเสถียรของ mRNA สามารถตรวจพบได้ในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลังจากหนึ่งชั่วโมงที่อุณหภูมิ 32ºC นอกจากจะมีผลโดยตรงต่อการเจริญเติบโตของเซลล์แล้ว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังส่งผลต่อค่า pH ของอาหารเลี้ยงเซลล์ด้วย เนื่องจากความสามารถในการละลายของ CO2 เปลี่ยนแปลงค่า pH (ค่า pH สูงขึ้นที่อุณหภูมิต่ำลง) เซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เพาะเลี้ยงสามารถทนต่อการลดลงของอุณหภูมิอย่างมากได้ พวกมันสามารถเก็บไว้ที่ 4°C ได้หลายวันและสามารถทนต่อการแช่แข็งได้ถึง -196°C (โดยใช้สภาวะที่เหมาะสม) อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าปกติประมาณ 2°C ได้นานเกินกว่าสองสามชั่วโมง และจะตายอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิ 40°C ขึ้นไป เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงสุด แม้ว่าเซลล์จะยังมีชีวิตอยู่ ก็จำเป็นต้องระมัดระวังในการรักษาอุณหภูมิให้คงที่มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระหว่างการบ่มและการจัดการเซลล์นอกตู้บ่ม
สาเหตุที่อุณหภูมิภายในตู้ฟักไข่เปลี่ยนแปลง
คุณคงสังเกตเห็นว่าเมื่อเปิดประตูตู้อบ อุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็วจนถึงค่าที่ตั้งไว้ที่ 37 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปแล้ว อุณหภูมิจะกลับมาอยู่ในระดับเดิมภายในไม่กี่นาทีหลังจากปิดประตู อันที่จริงแล้ว เซลล์เพาะเลี้ยงแบบคงที่ต้องการเวลาในการฟื้นตัวจนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ในตู้อบ ปัจจัยหลายอย่างสามารถส่งผลต่อเวลาที่เซลล์เพาะเลี้ยงจะกลับมามีอุณหภูมิปกติหลังจากได้รับการบำบัดภายนอกตู้อบ ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่:
- ▶ระยะเวลาที่เซลล์อยู่นอกตู้อบ
- ▶ชนิดของขวดเพาะเลี้ยงเซลล์ (รูปทรงเรขาคณิตมีผลต่อการถ่ายเทความร้อน)
- ▶จำนวนภาชนะในตู้ฟักไข่
- ▶การสัมผัสโดยตรงระหว่างขวดทดลองกับชั้นวางเหล็กจะส่งผลต่อการแลกเปลี่ยนความร้อนและความเร็วในการเข้าถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงการวางซ้อนขวดทดลองและวางภาชนะแต่ละใบให้ห่างกัน
- ▶วางลงบนชั้นวางของตู้ฟักไข่โดยตรง
อุณหภูมิเริ่มต้นของภาชนะและอาหารเลี้ยงเชื้อใหม่ที่ใช้จะมีผลต่อระยะเวลาที่เซลล์จะอยู่ในสภาวะที่เหมาะสมที่สุดเช่นกัน ยิ่งอุณหภูมิต่ำเท่าไร ก็ยิ่งใช้เวลานานขึ้นเท่านั้น
หากปัจจัยเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา ความแปรปรวนระหว่างการทดลองก็จะเพิ่มขึ้นด้วย จึงจำเป็นต้องลดความผันผวนของอุณหภูมิให้น้อยที่สุด แม้ว่าจะไม่สามารถควบคุมทุกอย่างได้เสมอไป (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีหลายคนใช้งานอุปกรณ์เดียวกัน)ตู้ฟักไข่ CO2).
วิธีลดความผันผวนของอุณหภูมิและลดระยะเวลาในการฟื้นตัวของอุณหภูมิ
โดยการอุ่นตัวกลางล่วงหน้า
นักวิจัยบางคนคุ้นเคยกับการอุ่นขวดอาหารเลี้ยงเซลล์ทั้งขวดในอ่างน้ำอุ่น 37 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่เหมาะสมก่อนใช้งาน นอกจากนี้ยังสามารถอุ่นอาหารเลี้ยงเซลล์ในตู้อบที่ใช้สำหรับอุ่นอาหารเลี้ยงเซลล์โดยเฉพาะ ไม่ได้ใช้สำหรับเพาะเลี้ยงเซลล์ ซึ่งจะทำให้อาหารเลี้ยงเซลล์มีอุณหภูมิที่เหมาะสมโดยไม่รบกวนการเพาะเลี้ยงเซลล์ในตู้อบอีกตู้หนึ่ง แต่เท่าที่เราทราบ วิธีนี้มักมีค่าใช้จ่ายสูงและไม่คุ้มค่า
ภายในตู้ฟักไข่
ควรเปิดประตูตู้อบให้น้อยที่สุดและปิดให้เร็วที่สุด หลีกเลี่ยงจุดที่มีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งจะทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิภายในตู้อบ เว้นช่องว่างระหว่างขวดเพาะเลี้ยงเพื่อให้มีอากาศถ่ายเท ชั้นวางภายในตู้อบสามารถเจาะรูได้ ซึ่งจะช่วยกระจายความร้อนได้ดีขึ้นเนื่องจากอากาศสามารถไหลผ่านรูได้ อย่างไรก็ตาม การมีรูอาจทำให้การเจริญเติบโตของเซลล์แตกต่างกันได้ เนื่องจากมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างบริเวณที่มีรูและบริเวณที่ไม่มีรู ด้วยเหตุนี้ หากการทดลองของคุณต้องการการเจริญเติบโตของเซลล์ที่สม่ำเสมอมาก คุณสามารถวางขวดเพาะเลี้ยงบนฐานรองโลหะที่มีพื้นผิวสัมผัสขนาดเล็ก ซึ่งโดยปกติแล้วไม่จำเป็นในการเพาะเลี้ยงเซลล์ทั่วไป
ลดเวลาในการประมวลผลเซลล์ให้น้อยที่สุด
เพื่อลดระยะเวลาที่ใช้ในกระบวนการรักษาเซลล์ คุณจำเป็นต้อง
- ▶เตรียมวัสดุและเครื่องมือที่จำเป็นทั้งหมดให้พร้อมก่อนเริ่มงาน
- ▶ทำงานอย่างรวดเร็วและราบรื่น โดยทบทวนวิธีการทดลองล่วงหน้า เพื่อให้การดำเนินงานของคุณเป็นไปอย่างซ้ำซากและอัตโนมัติ
- ▶ลดการสัมผัสของของเหลวกับอากาศโดยรอบให้น้อยที่สุด
- ▶รักษาอุณหภูมิให้คงที่ในห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่คุณทำงานอยู่
วันที่เผยแพร่: 3 มกราคม 2567