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      基于presens光纖氧氣傳感器的細胞培養(yǎng)氧分壓測試實驗

      2024年01月23日 09:43:18人氣:1567來源:赫爾納貿(mào)易(大連)有限公司

      一般情況下,細胞培養(yǎng)是把傳代好的細胞放入培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿中,然后把培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿放入設(shè)置好溫度和二氧化碳體積分數(shù)的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng).由于細胞在代謝過程中需要消耗氧氣,有氧氣交換過程,因此培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的蓋子不能擰緊.在培養(yǎng)液中氧的體積分數(shù)和空氣中的氧的體積分數(shù)處于平衡狀態(tài)下,細胞的生存、繁殖、變異會受培養(yǎng)液中的氧分壓的影響.在平衡態(tài)下,氣相中氧氣的體積分數(shù)21%對應(yīng)液相中氧分壓21kPa.然而,在實際的細胞培養(yǎng)中,培養(yǎng)液中的氧分壓盡管接近21kPa,但是也要受到2個因素的影響:其一是媒質(zhì)給細胞的供氧能力;其二是細胞的耗氧能力.通常情況下,在培養(yǎng)細胞時,不會考慮培養(yǎng)液中的氧分壓,因為,在培養(yǎng)過程中會給細胞提供足夠的氧.但是,在某些情況下,比如活體干細胞的培養(yǎng)和移植過程中,干細胞的生長對氧分壓非常敏感,2008年Simon?。幔睿洹。耍澹椋簦枰约埃蹋椋畹妊芯勘砻?,干細胞適于在低氧分壓環(huán)境下生存.在低氧環(huán)境下,通過改變氧分壓的值,可以修改干細胞的外型.因此,一些研究者認為,細胞周圍的氧分壓是能夠反映細胞的功能狀態(tài)(包括細胞分化、生長、線粒體的能量代謝)的重要因素之一.因此,對細胞培養(yǎng)過程中的氧分壓進行監(jiān)測具有重要的意義.

      活體外的氧分壓監(jiān)測的標準方法為Clarketype電極法:電極法的傳感器由電解液以及處于其中的陰極和陽極組成,電解液由外層能夠滲透氧氣的膜包圍.當氧氣通過薄膜和電解液擴散到達陰極時,陰極附近的氫氧根離子會減少.陰極提供電子給氧分子,同時在陰極和陽極間的電流與樣品的氧分壓成正比.由于電極本身消耗氧氣,因此電極法測得的氧分壓值將低于實際值.在Pettersen等的研究中,用微電極監(jiān)測靜態(tài)條件下的細胞培養(yǎng)的氧分壓,測量發(fā)現(xiàn)細胞周圍的氧含量和環(huán)境空氣中的氧含量有顯著差別.另一方法是使用氧敏感的熒光體溶解在介質(zhì)中測量氧分壓,但是敏感的熒光團可能對細胞有毒性.以上傳感方法存在缺點(如費用高、有限的使用壽命、響應(yīng)時間長等),不適合持續(xù)監(jiān)測細胞培養(yǎng)過程中的氧分壓變化.因為電化學(xué)傳感器本身消耗氧氣,再者溶氧敏感熒光團的組織培養(yǎng)需要遠離培養(yǎng)箱才能讀取有用的信息.為了克服這些缺點,基于熒光淬滅的氧傳感器為測量活體外氧分壓提供了另一種選擇.有研究報道,把柔性的傳感器放到細胞培養(yǎng)瓶中監(jiān)測氧分壓值,但是大體積的光學(xué)系統(tǒng)很難放入傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)箱中.

      本文介紹將光纖氧氣傳感器用于監(jiān)測培養(yǎng)液中細胞的氧分壓的實驗方法.presens的熒光傳感材料,作為氧傳感發(fā)光材料,以聚乙烯(甲基丙烯酸乙酯,PEMA)作為基體固定發(fā)光體.把氧傳感發(fā)光材料涂覆在圓柱形光纖的拋光面上,光纖后端有光纖分接頭,可以與LED激發(fā)光源和計算機處理系統(tǒng)相連,這樣就組成了基于光纖氧傳感器的細胞培養(yǎng)氧分壓的監(jiān)測系統(tǒng).該系統(tǒng)可以測量液相中的氧分壓變化,實驗結(jié)果表明:細胞密度越高,處于空氣環(huán)境的培養(yǎng)液中的氧分壓越低.

      以PK-15細胞為實驗樣品,對細胞周圍的氧分壓值進行了測試.實驗結(jié)果表明:隨著細胞密度的增高,測得的氧分壓的數(shù)據(jù)越小.通過與細胞計數(shù)的結(jié)果進行對比,也實驗證明了光纖氧氣傳感器能夠?qū)ε囵B(yǎng)液中細胞周圍的氧分壓進行監(jiān)測,細胞培養(yǎng)中液相中的氧分壓水平不僅依賴于細胞培養(yǎng)環(huán)境氣相中的氧分壓,而且也依賴于細胞的密度和細胞代謝.因此在細胞培養(yǎng)過程中需要監(jiān)視和控制氧分壓水平,以維持在一般生理條件下的細胞培養(yǎng),并且使實驗條件具有可復(fù)制性和可比性.

      大連力迪流體控制技術(shù)有限公司作為presens代理,誠摯為各位提供德國presens全系列產(chǎn)品。

      德國PreSens公司是光化學(xué)傳感器技術(shù)領(lǐng)域的重要公司。與其合作伙伴一起在歐洲,美洲和亞洲等地域提供服務(wù)。德國 PreSens為生物過程控制,生物與環(huán)境研究,食品與飲料行業(yè)以及其他工業(yè)應(yīng)用的終端用戶提供廣泛的傳感器系統(tǒng)。

      德國PreSens熒光法頂空殘氧分析儀 是一款基于熒光淬滅檢測原理的,具備非侵入式留樣管理和侵入式(熒光探針)兩種檢測模式,主要應(yīng)用在西林瓶殘氧含量等藥品行業(yè),德國PreSens殘氧儀還應(yīng)用在大輸液,安瓿瓶殘氧,奶粉殘氧檢測,膨化食品等頂空殘氧檢測領(lǐng)域。

      Presens殘氧儀適用于小頂空、負壓條件下測試,氧氣需求量小可以測量0.1ml樣氣,響應(yīng)時間≤1s可同時檢測頂空氧及溶解氧含量。檢測氧氣氣態(tài)和15ppb以上的溶解氧濃度。

      Presens殘氧檢測克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性,無延遲,精度高,壽命長。。

      preSens頂空殘氧分析儀功能特性:

      > 可適配非接觸式測氧貼片、小型氧探針和微型氧傳感器

      > 通過掃描傳感器校準二維碼,進行自動校準,傳感器免維護、長期使用

      > 溫度、壓力和鹽分補償

      > 能耗低,適合長期測量

      > 可擴展數(shù)據(jù)庫支持的軟件,同時控制多個設(shè)備

       

      德國presens除了可以檢測氧氣的含量,還提供PH以及二氧化碳的檢測系統(tǒng)。

      德國presens儀表系統(tǒng)提供便攜式屏幕顯示儀表FIBOX4(trace),MicroX4trace),儀表與微型傳感器、非侵入式節(jié)點、流通池及高魯 棒性浸漬探頭一同使用,痕量儀表測量1 ppb至100%氧,儀表配備長效電池、具有巨大存儲容量,帶顯示屏和USB供電,同時控制多個儀表的PreSens Measurement Studio 2 軟件可以輕松將數(shù)據(jù)進行管理。

       

      德國presens提供usb供電并且通過電腦顯示的OXY-1SMA(trace),OXY-1 ST(trace)儀表。儀表外形小巧,該系列測氧儀可安裝在幾乎任何地方。兼容非侵入式節(jié)點、浸漬探頭及流通池。該系列設(shè)備具有溫度、壓力及鹽度補償功能,儀表與微型傳感器、非侵入式節(jié)點、流通池及高魯 棒性浸漬探頭一同使用,痕量儀表測量1 ppb至100%氧,同時控制多個儀表的PreSens Measurement Studio 2 軟件可以輕松將數(shù)據(jù)進行管理。


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