Auswirkung von Temperaturschwankungen auf die Zellkultur
Die Temperatur ist ein wichtiger Parameter in der Zellkultur, da sie die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinflusst.Temperaturänderungen über oder unter 37 °C haben einen sehr signifikanten Einfluss auf die Zellwachstumskinetik von Säugetierzellen, ähnlich der von Bakterienzellen.Veränderungen in der Genexpression und Modifikationen der Zellstruktur, des Zellzyklusverlaufs und der mRNA-Stabilität können in Säugetierzellen nach einer Stunde bei 32 °C nachgewiesen werden.Temperaturänderungen wirken sich nicht nur direkt auf das Zellwachstum aus, sondern wirken sich auch auf den pH-Wert des Mediums aus, da die Löslichkeit von CO2 den pH-Wert verändert (der pH-Wert steigt bei niedrigeren Temperaturen).Kultivierte Säugetierzellen können erhebliche Temperaturabfälle tolerieren.Sie können mehrere Tage bei 4 °C gelagert werden und vertragen auch das Einfrieren bis -196 °C (unter geeigneten Bedingungen).Allerdings vertragen sie Temperaturen über etwa 2 °C über dem Normalwert nicht länger als ein paar Stunden und sterben bei 40 °C und mehr schnell ab.Um eine maximale Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, auch wenn die Zellen überleben, muss darauf geachtet werden, die Temperatur während der Inkubation und Handhabung der Zellen außerhalb des Inkubators möglichst konstant zu halten.
Gründe für Temperaturschwankungen im Inkubator
Sie werden bemerkt haben, dass beim Öffnen der Inkubatortür die Temperatur schnell auf den eingestellten Wert von 37 °C absinkt.Im Allgemeinen erholt sich die Temperatur innerhalb weniger Minuten nach dem Schließen der Tür.Tatsächlich benötigen statische Kulturen Zeit, um sich im Inkubator auf die eingestellte Temperatur zu erholen.Eine Reihe von Faktoren kann die Zeit beeinflussen, die eine Zellkultur nach der Behandlung außerhalb des Inkubators benötigt, um wieder ihre Temperatur zu erreichen.Zu diesen Faktoren gehören:
- ▶die Zeitspanne, die die Zellen außerhalb des Inkubators verbracht haben
- ▶die Art des Kolbens, in dem die Zellen gezüchtet werden (Geometrie beeinflusst die Wärmeübertragung)
- ▶Anzahl der Behälter im Inkubator.
- ▶Der direkte Kontakt der Flaschen mit dem Stahlregal beeinflusst den Wärmeaustausch und die Geschwindigkeit, mit der die optimale Temperatur erreicht wird. Daher ist es besser, Flaschenstapel zu vermeiden und jedes Gefäß einzeln zu platzieren
- ▶direkt auf dem Regal des Inkubators.
Die Anfangstemperatur aller verwendeten frischen Behälter und Medien wirkt sich auch auf die Zeit aus, die die Zellen benötigen, um ihren optimalen Zustand zu erreichen.Je niedriger die Temperatur, desto länger dauert es.
Wenn sich alle diese Faktoren im Laufe der Zeit ändern, erhöhen sie auch die Variabilität zwischen den Experimenten.Es ist notwendig, diese Temperaturschwankungen zu minimieren, auch wenn nicht immer alles kontrolliert werden kann (insbesondere, wenn mehrere Personen denselben Inkubator verwenden).
So minimieren Sie Temperaturschwankungen und verkürzen die Temperaturerholungszeit
Durch Vorwärmen des Mediums
Einige Forscher sind es gewohnt, ganze Medienflaschen vor der Verwendung in einem 37 °C warmen Wasserbad vorzuwärmen, um sie auf diese Temperatur zu bringen.Es ist auch möglich, das Medium in einem Inkubator vorzuwärmen, der nur zum Vorwärmen des Mediums und nicht für die Zellkultur verwendet wird, wo das Medium eine optimale Temperatur erreichen kann, ohne die Zellkulturen in einem anderen Inkubator zu stören.Dies ist jedoch unseres Wissens nach in der Regel kein finanzierbarer Aufwand.
Im Inkubator
Öffnen Sie die Tür des Inkubators so wenig wie möglich und schließen Sie sie so schnell wie möglich.Vermeiden Sie kalte Stellen, die zu Temperaturunterschieden im Inkubator führen.Lassen Sie zwischen den Flaschen Platz, damit die Luft zirkulieren kann.Die Regale im Inneren des Inkubators können perforiert sein.Dies ermöglicht eine bessere Wärmeverteilung, da Luft durch die Löcher strömen kann.Das Vorhandensein von Löchern kann jedoch zu Unterschieden im Zellwachstum führen, da zwischen dem Bereich mit Löchern und dem Bereich mit Meta ein Temperaturunterschied besteht.Wenn Ihre Experimente ein möglichst gleichmäßiges Wachstum der Zellkultur erfordern, können Sie die Kulturflaschen aus diesen Gründen auf Metallträger mit kleineren Kontaktflächen stellen, was in der Routine-Zellkultur normalerweise nicht erforderlich ist.
Minimierung der Zellverarbeitungszeit
Um den Zeitaufwand für den Zellbehandlungsprozess zu minimieren, müssen Sie dies tun
- ▶Besorgen Sie alle notwendigen Materialien und Werkzeuge, bevor Sie mit der Arbeit beginnen.
- ▶Arbeiten Sie schnell und reibungslos und überprüfen Sie die experimentellen Methoden im Voraus, damit sich Ihre Abläufe wiederholen und automatisiert werden.
- ▶Kontakt von Flüssigkeiten mit der Umgebungsluft minimieren.
- ▶Achten Sie im Zellkulturlabor, in dem Sie arbeiten, auf eine konstante Temperatur.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. August 2023