Tại sao cần có CO2 trong nuôi cấy tế bào?

Độ pH của dung dịch nuôi cấy tế bào điển hình nằm trong khoảng từ 7,0 đến 7,4. Vì hệ đệm pH cacbonat là hệ đệm pH sinh lý (là hệ đệm pH quan trọng trong máu người), nên nó được sử dụng để duy trì độ pH ổn định trong hầu hết các môi trường nuôi cấy. Thông thường, cần thêm một lượng natri bicacbonat nhất định khi chuẩn bị môi trường nuôi cấy bằng bột. Đối với hầu hết các môi trường nuôi cấy sử dụng cacbonat làm hệ đệm pH, để duy trì độ pH ổn định, nồng độ carbon dioxide trong tủ ấm cần được duy trì ở mức 2-10% để duy trì nồng độ carbon dioxide hòa tan trong dung dịch nuôi cấy. Đồng thời, các bình nuôi cấy tế bào cần phải thoáng khí để cho phép trao đổi khí.

Việc sử dụng các hệ thống đệm pH khác có loại bỏ được nhu cầu sử dụng tủ ấm CO2 không? Người ta đã phát hiện ra rằng do nồng độ carbon dioxide trong không khí thấp, nếu tế bào không được nuôi cấy trong tủ ấm carbon dioxide, HCO3- trong môi trường nuôi cấy sẽ bị cạn kiệt, và điều này sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của tế bào. Vì vậy, hầu hết các tế bào động vật vẫn được nuôi cấy trong tủ ấm CO2.

Trong vài thập kỷ qua, các lĩnh vực sinh học tế bào, sinh học phân tử, dược lý học, v.v. đã có những bước tiến đáng kinh ngạc trong nghiên cứu, đồng thời, việc ứng dụng công nghệ trong các lĩnh vực này cũng phải theo kịp. Mặc dù thiết bị phòng thí nghiệm khoa học sự sống thông thường đã thay đổi đáng kể, nhưng tủ ấm CO2 vẫn là một phần quan trọng của phòng thí nghiệm và được sử dụng nhằm mục đích duy trì và thúc đẩy sự phát triển tốt hơn của tế bào và mô. Tuy nhiên, với những tiến bộ trong công nghệ, chức năng và hoạt động của chúng đã trở nên chính xác, đáng tin cậy và tiện lợi hơn. Ngày nay, tủ ấm CO2 đã trở thành một trong những thiết bị thường quy được sử dụng trong phòng thí nghiệm và được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và sản xuất trong y học, miễn dịch học, di truyền học, vi sinh vật học, khoa học nông nghiệp và dược lý học.

Tủ ấm CO2 tạo ra môi trường cho sự phát triển tốt hơn của tế bào/mô bằng cách kiểm soát các điều kiện môi trường xung quanh. Kết quả của việc kiểm soát điều kiện này tạo ra một môi trường ổn định: ví dụ: độ axit/kiềm không đổi (pH: 7,2-7,4), nhiệt độ ổn định (37°C), độ ẩm tương đối cao (95%) và mức CO2 ổn định (5%), đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực trên rất hào hứng với sự tiện lợi của việc sử dụng tủ ấm CO2.

Ngoài ra, với việc bổ sung chức năng kiểm soát nồng độ CO2 và sử dụng vi điều khiển để kiểm soát nhiệt độ chính xác của tủ ấm, tỷ lệ thành công và hiệu quả nuôi cấy tế bào và mô sinh học, v.v. đã được cải thiện. Tóm lại, tủ ấm CO2 là một loại tủ ấm mới không thể thay thế tủ ấm điều chỉnh nhiệt độ điện thông thường trong các phòng thí nghiệm sinh học.