Buněčná kultivace je běžně používanou metodou pro růst specifických druhů buněk. Prvním krokem procesu je samotná příprava buněčných kultur, která většinou probíhá ve sterilním laminárním boxu za pomocí nástrojů, které jsou předem pečlivě vydezinfikovány. Buněčné kultury jsou následně opatrně přemístěny do inkubátorů, které poskytují sterilní a kontrolované prostředí pro optimální růst buněk. Buňky savců bývají například typicky kultivovány v CO2 inkubátorech o teplotě 37°C za velmi vysoké vlhkosti a koncentrace CO2 v rozmezí 5-7%. Tyto podmínky napodobují vnitřní prostředí živého organismu. To ovšem není vše, na co je třeba při kultivaci buněčných kultur dbát.

Nové poznatky studií poukázují na možné negativní účinky vibrací na kultivaci buněk. Zdrojů vibrací přitom může být hned několik, a to včetně samotného inkubátoru. Vibraci v tomto případě způsobuje regulace teploty inkubátoru pomocí zabudovaného ventilátoru anebo – u vodního chlazení – cirkulace vody. Většinou ale vibrace pochází z okolního prostředí.

Obrázek č. 1: Obrázek zobrazuje obarvené fibroblasty kuřecích embryí v nádobě o objemu 100 mm. Vlivem vibrací se následně seskupily do soustředného kruhového obrazce.

Příklad tohoto jevu můžeme pozorovat na uvedeném obrázku. Obrázek zobrazuje obarvené fibroblasty kuřecích embryí v nádobě o objemu 100 mm. Vlivem vibrací se následně seskupily do soustředného kruhového obrazce.

Problematika nežádoucích mechanických vibrací je již po více než 50 let velmi diskutovaným tématem v průmyslových odvětvích jako je polovodičový průmysl, fotonika či mikroskopie. Pro výrobce techniky je tak samozřejmostí uzpůsobovat své produkty právě dle vibračních specifikací jednotlivých průmyslových a vědeckých zařízení. To stejné ale nemůžeme říct o inkubátorech, které v tomto ohledu zůstávají často bez povšimnutí, jako kdyby u nich nežádoucí vibrace nepředstavovaly vůbec problém.

Někteří výrobci si této problematiky naštěstí začínají všímat a poukazují na konkrétní příklady vlivu vibrací na kultivační proces: "Vibrace inkubátorů je zodpovědná za některé z nejbizarnějších růstových vzorců, které můžeme sledovat v kultivačních miskách. Efekty vibrací se primárně projevují na buňkách v momentě, kdy se pokouší o prvotní přichycení k povrchu kultivační nádoby. Vibrace natlačí buňky na okraj nebo doprostřed nádoby, v některých případech mohou způsobit i seskupení buněk do soustředných prstenců.” [1] Obrázek č. 1 zobrazuje popsaný jev v kultuře fibroblastů kuřecího embrya.

Obrázek č. 2: Růst buněčných kultur v kultivační lahvi za přítomnosti stojatého vlnění.

Na obrázku č. 2 můžeme pozorovat další z možných dopadů vibrací. Jedná se o typický příklad stojatého vlnění v buněčné kultuře. V tomto případě se vlny zformovaly napříč kultivační lahví.

Jak tedy efektivně zabránit nežádoucím vibracím?

“Ve většině laboratoří zaměřených na kultivaci buněčných kultur se typicky vyskytuje hned několik původců vibrací. Kromě již zmiňované ventilace může být zdrojem i centrifuga umístěná vedle inkubátoru, pohyb obsluhy nebo třeba klimatizační systém laboratoře. U některých inkubátorů ale nemusí být tlumení vibrací vůbec možné kvůli konstrukci nebo umístění ventilátoru. Pokud to ale není případ vašeho inkubátoru, můžete se pokusit vibrace omezit umístěním těžkého předmětu do rohu inkubátoru, čímž upravíte jeho frekvenci. Musíte mít ale na paměti riziko spojené s kontaminací inkubátorů.” [2] 

Existuje ale i efektivnější způsob, jak vibrace tlumit – umístění inkubátoru na antivibrační plochu jakou je například MaxDamp® od TMC.

Obrázek č. 3: Inkubátory umístěné na TMC MaxDamp antivibračních podložkách.

Uvedený třetí obrázek zachycuje hned dva inkubátory umístěné na sobě, které stojí na MaxDamp izolačních platformách. MaxDamp je pneumatický izolační systém, který výrazně snižuje přenos vibrací z podlahy do inkubátoru. Díky antivibračním platformám jsou inkubátory mnohem odolnější vůči všem možným zdrojům mechanických vibrací v okolí, ať už se jedná o centrifugy, vibrace způsobené pohybem obsluhy, HVAC systémy, klimatizační jednotky apod.

Vybraná řešení od TMC můžete nalézt v produktové sekci antivibrační optické stoly u nás na webu. Pro konkrétní aplikaci nás neváhejte kontaktovat, rádi Vám poradíme s výběrem.

Originální aplikační zprávu můžete nalézt na webu výrobce TMC Vibration Control ZDE.

Zdroje:

  1. Ryan, John A. “A Guide for Identifying and Correcting Common Cell Growth Problems with Adherent Cells.” We Get You, www.corning.com/worldwide/en/products/life-sciences/resources/webforms/we-get-you-a-guide-for-identifying-and-correcting-common-cell-growth-problems-with-adherent-cells.html. (překlad vlastní)
  2. Vibration Patterns in Cell Culture Vessels, 2018, assets.thermofisher.com/TFS-Assets/BID/Technical-Notes/vibration-patterns-cell-culture-vessels-technical-note.pdf. (překlad vlastní)