Благодаря динамическому моделированию окружающей среды и точной газовой регуляции, CO2B - стол стал ключевым оборудованием для оптимизации условий роста клеток в культуре органоидов. Основные направления его применения заключаются в следующем:
Динамическое моделирование окружающей среды способствует развитию органоидов
Вибрационная функция (скорость вращения 50 - 300rpm) в колыбели CO2b значительно повышает эффективность растворения кислорода и CO2b в питательной среде. В качестве примера можно привести культуру кишечных органов, динамическое смешивание позволяет избежать накопления местных метаболических отходов и в то же время улучшает равномерное распределение питательных веществ. Экспериментальные данные показали, что кишечные органы, культивируемые с помощью колыбельного станка CO2C, имеют на 40% более высокую эффективность формирования структуры гнездо - ворсина по сравнению со статической культурой, а полярность клеток (apical - in / basolateral - out) остается более стабильной. Кроме того, механическая стимуляция, передаваемая через колебания в органоиды, способствует дифференциации стволовых клеток в функциональные клетки, такие как эпителиальные клетки кишечника и клетки Паннелла.
Точное регулирование газа для поддержания метаболического баланса
Динамическое равновесие между концентрацией CO2 и pH питательной среды лежит в основе долгосрочной культуры органоидов. Большинство органоидных питательных сред опираются на буферную систему карбоната натрия, где концентрация CO2b на 5% стабилизирует pH в диапазоне 7,2 - 7,4. Когда концентрация CO2 колеблется более чем на ±1%, уровень некроза ядра органоида значительно увеличивается. Например, в культуре органов печени снижение концентрации CO2C с 5% до 3% приводит к застою клеточного цикла, а повышение до 7% может вызвать окислительный стресс.
III. Проблемы применения и решения
Риск колебаний температуры: Колыбельный стол CO2C должен поддерживать постоянную температуру 37°C, но тепло, генерируемое колебаниями, может привести к локальному повышению температуры. Система контроля температуры PID в сочетании с циклом водяной ванны может контролировать колебания температуры в пределах ±0,3 °C.
Стабильность основного клея: основной клей легко смягчается при 37°C, влияя на структуру органоидов. Решения включают в себя сокращение времени колебаний, использование низкотемпературных предварительно охлажденных питательных пластин и прерывистые паузы в середине процесса колебаний для снижения температуры коллоида.
Предотвращение и контроль загрязнения: динамическая среда увеличивает риск загрязнения. Требуется использование баллонов с воздухопроницаемой крышкой, регулярная дезинфекция полости качающегося станка и добавление 1% - ного двойного сопротивления пенициллину - стрептомицину в питательную среду.
IV. Направления технологической итерации
В настоящее время CO2 - колыбель движется к интеллектуальному и модульному развитию. Например, устройства, встроенные в систему мониторинга pH / COneneneek в реальном времени, могут автоматически регулировать вход газа, в то время как многомодульный стол может одновременно поддерживать потребности в культивировании различных типов органов. Кроме того, для удовлетворения потребностей в регулировании полярности, некоторые производители разработали специальные модули качалки для обратимой полярности органов, через динамическое давление жидкости для достижения « верхнего бокового наружа» полярного опрокидывания, повышения эффективности исследований поглощения питательных веществ.