Maintaining Cell Sample Temperature: Q&A From a Corning Scientist | Corning

一般而言,细胞样本温度过高或过低都会造成不利影响。温度不稳定会影响项目中的许多下游变量,包括试剂或其它实验制剂无法发挥正常功能,甚至造成细胞死亡。这可能导致时间延长、成本增加并破坏数据完整性。

尽管实验室实现稳定的温度调控至关重要,但有时样本活性会成为实验的关键。不过,当培养物需要采用电力或冰等外部冷却方法时,或处于有人频繁进出的环境中,其存活率会受到严重影响。

科学家们应当如何解决这一问题?下面由康宁技术服务经理Kyung-A "Katie" Song博士分享其如何在实验室中控制温度。

问:温度如何影响细胞活性?

不同类型的细胞具有不同的最佳粘附和制备温度。如果细胞培养温度不佳,则无法维持健康状态,最终会导致死亡。

但是,受影响的不仅仅是细胞活性,试剂、酶及其它实验载体也对温度非常敏感。如果温度调控不当,不仅会导致细胞死亡,试剂和酶也会受其影响而无法使用,这将大大增加成本。

因此,温度调控至关重要,否则会导致实验结果不可靠或无法预测,进而浪费时间、精力和成本。

问:温度过低是否会与温度过高一样造成危害?

是的。我们往往会注意避免温度过高,因为细胞由蛋白质组成,通常无法耐受高温,但温度过低也会对细胞造成危害。例如,当温度达到零下时 (摄氏度),细胞内开始形成冰晶,这会改变培养基浓度。水分开始从细胞中流出,引起细胞脱水和皱缩,进而造成细胞损伤和死亡。

问:为何实验室温度难以控制?

实验室环境通常要求温度保持恒定,以满足不同应用的需要。例如,真核细胞的培养条件一般是37摄氏度且含有二氧化碳,但试剂和酶应在-20或-80摄氏度下储存。

为满足不同温度的需要,实验室通常会配备冰箱、冰柜、培养箱、水浴箱、加热模块或其它工具,但它们都很容易出现问题,必须定期检查、维护和监控。这些设备或工具通常需要供电,停电后就无法使用。

除上述因素外,实验室作为共享空间,也会不断有人进出。如果门频繁开关,即便配备了最好的设备,也很难维持稳定的温度。

问:传统的温度调控设备存在哪些问题?

对于需要频繁监控供电或更换电池的设备或其它工具而言,往往存在成本高昂、费时费力等问题。

对于使用冰进行冷却的冻存盒,则需要频繁去制冰机取冰并更换冰,此外,冰融化后渗入冻存管会造成污染。冰冷却还会影响温度稳定性。如果测量直接置于冰上的培养板的温度,就会发现每个孔中的温度并不一致。

传统的异丙醇冻存盒 (或IPA、Mr. Frosty) 也存在诸多问题。许多实验室使用异丙醇冻存盒,这会带来一些不便之处,例如每使用5次就需要更换异丙醇。此外,乙醇降解会导致温度变化,冷冻时很难打开螺旋盖。

问:哪种冷却工具是理想的选择?

不需要冰浴、异丙醇或电池或供电的设备都是不错的选择,这样可以避免它们身上的缺陷和不足。便携式工具也是明智的选择。无需乙醇的Corning® CoolCell® 冻存盒就是其中一种。这种冻存盒可提供一致的降温曲线,没有传统异丙醇冻存盒的缺点且无维护成本。

Corning CoolRack® 模块可确保温度稳定,适用于置于冰上的试管。该产品是由专利性热传导材料制成,可减少将试管或孔板直接放入冰或其它冷热源中造成的差异。Corning CoolBox™ 模块也无需使用冰进行冷却,与Corning XT冷却核心结合使用时,可实现长达16小时的冷却或8小时的冷冻。

问:在实验室样本温度控制方面,还有哪些建议或忠告?

温度调控的原理看似简单,却十分重要,不论背景和经验如何,科学家都应慎重对待。很多时候,解决问题的关键在于控制温度变化,包括样本温度控制或试剂和酶的温度调控。决定成败的往往是细节。