CO2培养箱中的温度控制:研究可靠性和重复性的关键

控制可能影响实验,或**少更好地定义实验的变量,允许科学家研究被问及的问题,以及提供对所接收的答案的进一步信心。 具有可定义的过程路径的能力在分析结果时创建较少的变量。 的CO 2培养箱是一个刀具科学家为了提供用于细胞生长受控的环境依赖。

在CO 2 培养箱内的条件,然而,可能会发生变化,从一个供应商到另一个,或者甚**从一个培养箱到另一个。 细胞生长的环境可能不总是被**佳地控制。 这可能会产生更多与结果的完整性有关的问题,**终会导致科学家所寻求的问题的答案。

这样,CO 2 孵化器是一个重要组成部分,以**科学实验中所用的方法,并且应被缓解,或更好的理解,在为了提高实验的可靠性和可重复性的风险。

温度控制的重要性

温度控制是用于**佳细胞生长的特别重要的环境参数,因为培养物中的生长或反应可能受到整个内部室温度的微妙变化(或变化的波动)的影响。 蛋白质是否表达或不表达可以取决于几度的差异。 不能提供对温度的精确和稳定的控制可以导致不同的或异常的生长和生产结果(例如,基因插入实验中的转染速率可以受温度变化的影响;当蛋白质从表达转染片段的细菌菌落以较低的速率产生)。 这可能导致研究人员走错路径和/或影响结果的可重复性或可靠性。

此外,CO 2 培养箱内控制的环境参数(CO 2,相对湿度和温度)定义为细胞生长的条件,但控制技术并不总是占事实每个参数将影响其他。 例如,温度和系统的提供温度控制能力影响的相对湿度(RH)和CO 2水平也影响的实验需要的条件。 关于RH,如果孵化器内部的温度没有适当地保持,则悬浮在蒸气中的水的量将变化。 并且,随着温度波动 - 特别是当其冷却时 - 水分将积聚在具有低于露点的温度的表面上。 这种冷凝是不良环境控制的标志,这是一个未定义的变量,将使任何实验更不可靠和可重复。 更不要说它会引起系统中更多的未知物或潜在的污染物。

在温度波动也会影响CO 2浓度。 二氧化碳是一种酸性分子。 培养箱内增加的 CO 2将导致一个更小的中性环境,这将反过来影响暴露给它的培养物。 如果一个孵化器内的温度不能精确地控制或维持,在CO 2的含量的增加可以是有害的。 随着温度的升高,所以确实的 CO 2中膨胀的空气的量和酸度培养物可以暴露于的水平。 此外,CO2是可溶于水。 这将提供将在室周围循环的酸性水蒸汽。 温度变化会在腔室中产生影响的 CO 2溶解度的速率。 随着温度的斜坡上升并带回了下来, 二氧化碳分子被吸收在潮湿的环境和孵化器内的空气质量进行冷却冷凝流下通过进入水源,在表面上。这样,溶解的 CO 2的增加和它创建的酸化水可以导致恶劣的环境,可以破坏取决于受控环境(例如,37℃,5%CO 2,95的组织培养物或其他实验%RH)和对于生长的一致的pH为7.4。

现有温度控制技术的问题

温度稳定性差

为细胞生长提供受控环境的概念不是新的。 控制水平或定义可接受的控制水平对于任何实验总是挑战。 许多研究人员都敏锐地意识到,在他们的实验室中使用的CO 2孵化器都在温度变化整个室内,从货架货架及前后。 为了克服这一点,一些供应商提供操作指令,指示维持其指定的环境条件和温度控制(稳定性,均匀性,准确性)的**方式是每天打开孵化器门数次。 巧合的是,同一家供应商解释说,这样做有助于减少培养箱内表面积水。 但是,除了在温度超支的风险(这反过来又影响湿度和CO 2),这同一个指令将增加引入到实验的完整性另一个威胁的风险-污染。

此外,实验室必须经常开发自己的程序,以控制CO 2 的 培养箱功能不足的影响,经常采用的协议和变通以适合,它是在所使用的实验,如果在CO 2 培养箱 中的温度并不一致,并且如果系统不能通过校准和精确的控制来维持环境,则从实验室使用中恢复的能力是一项艰巨的任务。 例如,在大量使用期间,仪器必须补偿门打开和关闭,这可能导致加热元件的过冲,试图快速恢复温度而不考虑快速的温度变化。 这种对温度恢复的积极方法可以使培养物暴露于可以改变结果或途径的条件。 在恢复期间温度的均匀控制将提供更稳定,可预测的条件。 这是理解,但找到正确的仪器是困难的。 限制访问可以保持条件,但这在大多数实验室是不现实的。

“甜点” - 温度均匀性差

二氧化碳 培养箱室内的温度差均匀性技术的一些系统中又经历了一个垮台。 孵化器利用的加热元件的数量以及它们在内部室内的放置可导致孵化器的某些区域内的变化,导致整个系统中的冷点和加热点。 许多研究人员已经学会接受这种限制,并且已经通过依靠在腔室内的感觉更一致或可靠的条件被递送的**喜欢的点(通常被称为“甜点”)来适应这种限制。 这是许多二氧化碳 培养箱内发现一个共同的特点。 然而,这使得不可能有效地使用孵化器的整个空间,牺牲他可用于研究人员的可用工作空间,并且**终实现其实验室的生产力。

这当然应该购买新的二氧化碳 培养箱之前评估。 受控环境中的工作空间不应该是每个实验室必须分析的条件的拼凑,以合理地确保可靠和可重复的结果。 更均匀的温度可以**大限度地利用可用的空间,以及一个较好的湿润环境,这将带来更准确的 CO2水平和合适的pH值。 此外,这还将有助于更好地控制板和烧瓶上的冷凝和水收集,因为温度不是恒定波动的。

二氧化碳培养箱控制技术坚持要求

为了弥补这些稳定性和均匀性问题,寻找可以通过考虑用户的习惯并相应地补偿这些模式来预测大量使用的时间的控制算法。 寻找封闭的反馈回路控制器,其被编程以适应实验室中的用户及其打开和关闭培养箱的实践,而不是假设所有实验室具有相同的用户模式的真实比较基础。 此外,寻找单向气流有助于在整个腔室提供一致的温度。 **后,足够数量的加热元件以及甚**在内部腔室内的放置将有助于保持稳定性并减少从搁架到搁架和从腔室的前部到背部的温度变化。

一些供应商已经开发了设计用于解决这些问题和更好地控制孵化器内的环境的控制算法。 然而,有些只考虑两个变量的控制-温度和CO 2。 这种方法不考虑其他变量的影响或缺乏控制:相对湿度。 这对于为细胞生长和污染控制提供**佳环境**关重要。 当室内温度升高时,空气的膨胀将允许更多的水蒸气被保持,并且RH将由于该容量改变等式而增加。 任何温度下降将导致已经保持的多余水分从空气空间中降落并冷凝在较冷的表面(例如,培养皿,测定板或搁板)上。

孵化器内的环境是复杂的,所有因素以微妙和公开的方式相互影响。 不能精确地控制该环境导致污染的可能性增加,不可靠和不可重复的结果,不一致的环境参数以及总是满足某些条件并且可以用于定义实验的不正确的信念。 创建调节和预测存在的加热元件的使用的算法产生更稳定和均匀的温度范围,其流入稳定和受控的湿度和具有适当pH的环境。 科学家应该评估温度和每个对细胞生长**关重要的变量在他们当前的孵化器和他们正在考虑的任何新孵化器中的控制方式。

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