具有CO2生物自動(dòng)控制的細(xì)胞培養(yǎng)裝置。 優(yōu)點(diǎn)和局限性。 不需要CO2培養(yǎng)箱。

 

環(huán)境H +的量是在人工介質(zhì)中培養(yǎng)的細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞生理學(xué)的**嚴(yán)格限制因素之一; 因此，細(xì)胞培養(yǎng)基通常被緩沖以保持中性pH。 可以向培養(yǎng)基中加入幾種緩沖液混合物以保持pH中性，例如磷酸鈉，Tris，碳酸氫鹽或HEPES。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)**小地影響細(xì)胞的生長(zhǎng)，因此已經(jīng)成為**常見的。 的 H 2 CO 3 溶解在水中處于平衡（CO 2 + H 2 OH + HCO 3 - ） 的CO 2 成分迅速擴(kuò)散出媒體，進(jìn)入大氣中。 當(dāng)配制培養(yǎng)基時(shí)可以確定碳酸氫鹽的濃度; 然而，CO 2 濃度是動(dòng)態(tài)的，在任何精確時(shí)刻用（1） 的溫度變化，（2）的氣體壓力 ;（3）在介質(zhì)的pH值 。 

有兩種主要的技術(shù)策略，以保持二氧化碳 在所需要的pH值的媒體解決方案： 


a） 使用外部外源性CO 2 源。

當(dāng)使用T-燒瓶和餐具用頭部 空間（在介質(zhì)上方氣體空間），供給額外的 CO 2 到大氣中是緩沖區(qū)上述必要，增加 氣氛 中的CO 2 分壓。 否則在 媒體 的 CO 2 會(huì)消散成頂部空間和H 2 CO 3 會(huì)消失的緩沖效應(yīng)的結(jié)果。 隨著該反應(yīng)的進(jìn)行，介質(zhì)將變得堿性增加。 使用CO 2 調(diào)節(jié)的細(xì)胞培養(yǎng)孵化器保持大氣CO 2（5％**10％） 的較高水平 ，并保證了媒體將包含足夠的HCO 3以維持所需的pH值。 


B） 使用內(nèi)部生理CO 2 的 來源。

PetakaG3®擁有**CO 2 的 平衡機(jī)制，通過Celartia®**并獲得**維持在生理?xiàng)l件下細(xì)胞無(wú)外部CO 2源。 這種策略 通過插入細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境與外部環(huán)境大氣之間的兩個(gè)具體計(jì)算擴(kuò)散障礙降低 了 從介質(zhì)到大氣 中的CO 2 擴(kuò)散率。 


由于活細(xì)胞產(chǎn)生和釋放代謝衍生的 CO 2 到媒體，通過 

保持在控制之下的擴(kuò)散系數(shù)，并由此節(jié)省的 CO 2 培養(yǎng)室內(nèi)，中性pH可以在不額外的 CO 2 的外部電源來實(shí)現(xiàn)。 

維持成功的細(xì)胞培養(yǎng)中**重要的因素是保持pH在正常的生理邊緣。 通常，細(xì)胞培養(yǎng)基補(bǔ)充有酚紅，酚紅根據(jù)pH變化顏色的分子，范圍從pH6.5的淺黃色和pH8的藍(lán)色品紅色。 

在Petaka，近似pH水平可通過觀察酚紅補(bǔ)充培養(yǎng)基的顏色，實(shí)際數(shù)字顏色測(cè)量使用例如ELISA讀數(shù)器，可 有助于提供定量的pH數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè) 。 


pH在Petaka中自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且根據(jù)以下幾個(gè)因素而變化： 

1環(huán)境大氣的CO2 

2介質(zhì)的pH 

3培養(yǎng)室中的活細(xì)胞數(shù) 


如果環(huán)境CO 2分壓高于內(nèi)部CO 2分壓，則由于低擴(kuò)散系數(shù)，環(huán)境CO 2逐漸擴(kuò)散到細(xì)胞培養(yǎng)室中。 因此，pH下降。 相反，如果環(huán)境CO 2分壓低于內(nèi)部CO 2分壓，則內(nèi)部CO 2擴(kuò)散到環(huán)境空氣中，擴(kuò)散系數(shù)與內(nèi)外CO 2分壓差成比例。 這種“CO 2泄漏”增加了培養(yǎng)基的pH并降低了培養(yǎng)基中的CO 2溶解度，從而鞏固了pH增加。在Petaka二氧化碳擴(kuò)散率是由內(nèi)部擴(kuò)散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)置，并 計(jì)算到正常細(xì)胞生理邊緣（圖1）內(nèi)維持pH值。

圖1 - pH適應(yīng)作為培養(yǎng)物中細(xì)胞群體的密度的函數(shù)的進(jìn)展。 

例外： 

在細(xì)胞培養(yǎng)開始（接種Petaka）時(shí)，如果使用的培養(yǎng)基未設(shè)置在pH 7.0**7.2，則可能出現(xiàn)困難。 如果不這樣做，可能導(dǎo)致LAG階段太長(zhǎng)或甚**可能 

損害細(xì)胞生長(zhǎng)。 常見的原因是使用已經(jīng)存儲(chǔ)在具有大的頂部空間的冰箱中的舊介質(zhì)。 解決方案：使用任何介質(zhì)前，檢查pH，并調(diào)整到7.1-7.2。 

如果初始細(xì)胞接種物（種子）太小（小于300,000-500,000個(gè)細(xì)胞），LAG期可能太長(zhǎng)，或者再次，可能發(fā)生細(xì)胞生長(zhǎng)的損害。 解決方案：總是種植約30萬(wàn)或更多的活細(xì)胞。