امروزه مطالعات و تحقیقات پژوهشی و درمانی با استفاده از روشهای نوین و تجهیزات مدرن موجب توسعه چشمگیری در علم پزشکی و علوم زیستی شده و درمان و تشخیص بیماریها شده است. کشت سلولی را میتوان یکی از ابزارهای رایج و پراهمیت معرفی کرد که توانسته کمک زیادی در بهبود و ایجاد روشهای جدیدی در صنعت و و داروسازی و تشخیص بیماری ها و ساخت دارو دانست. اما مهمترین عامل در این فرآیند استفاده از تجهیزات کاملا تخصصی و متناسب با شرایط تحقیق یا آزمایش است که متخصصان بتوانند در شرایط محیطی نزدیک با محیط زیستی طبیعی سلول ها به نتیجه با کیفیت و مطلوب دست یابند. در این مقاله از لندآزما انواع ابزار و تجهیزات کاربردی آزمایشگاهی برای کشت سلول را معرفی و یک راهنمای کامل برای خرید بهترین تجهیزات از تولیدکننان معتبر ارائه کنیم.
کشت سلول چگونه انجام میشود؟
یکی از روشهای رایج درمانی و مطالعاتی در آزمایشگاه ها کشت سلول است. فرآیندی که سولولهای زنده گیاهی یا جانوری را با استفاده از تجهیزات کشت سلول از موجود زنده جداسازی شده و برای مطالعه روی چگونگی رشد سلولها در محیطی شبیه سازی شده به محیط اصلی زندگی آنها منتقل میشود. این سلول ها در محیط کشت آزمایشگاهی نگهداری میشوند و برای کاربردهای مختلف از جمله تحقیقات بیولوژی, فیزیولوژی, بیوشیمی, ساخت واکسن, تولید مواد غذایی , تولید دارو, درمان بیماری هایی مانند سرطان مورد آزمایش و مطالات گسترده قرار می گیرد. این مقاله از تجهیزات آزمایشگاه لندآزما راهنمای کاملی برای شناخت انواع تجهیزات و بررسی بهترین محصولات موجود دربازار و انتخاب بهترین تجهیزات از معتبرترین تولیدکنندگان میپردازد.
کشت سلولی با اهداف مشخصی مانند , آموزشی, تحقیقاتی , درمانی انجام میشود. از این رو کلیه پروسه کشت و تجهیزات مورد نیاز کشت سلول میبایست متناسب با هدف انتخاب شود. کیفیت هر یک از تجهیزات کشت اهمیت ضروری روی انجام کشت و دریافت نتیجه معتبر دارد. توصیه میشود برای انجام کشت سلول تجهیزات کشت را از تولیدکنندگان معتبر تهیه نمایید تا این فرآیند با کمترین ریسک انجام شود. تجهیزات کشت سلول شامل موارد زیر میشوند.
مکان استریل یا اتاق کشت سلول
یکی از حیاتی ترین ابزار را میتوان مکان کشت یا اتاق کشت سلول که با نام علمی Aseptic Work Area شناخته میشود نام برد. با توجه به حساسیت بالای سلول ها و میکرواورگانیسم ها در زمان رشد, باید توجه داشت که قبل از شروع فرایند, اتاق کشت باید شرایط مناسب را داشته باشد. از بین بردن آلودگی ها, ایجاد تهویه مناسب, کنترل دمای محیط کشت، خرید کرایوتیوب آزمایشگاهی مناسب و رطوبت موارد مهمی هستند که میبایست مطابق با زیستگاه اصلی سلول, شرایط ایده آل تهیه و آماده سازی شود.
هود کشت سلولی
همانطور که گفتیم حفظ پاکیزگی محیط کشت امر بسیار ضروری است چراکه آلودگی این محیط میتواند در پروسه رشد و تکثیر سلولها اخلال ایجاد کند. بعلاوه ممکن است منجر به جریان آلودگی در محیط آزمایشگاهی شود و سلامت افراد را نیز به خطر بیاندازد. در آزمایشگاه های علوم زیستی و صنایع دارویی, آرایشی, بهداشتی برای رعایت استاندارهای کشت آزمایشگاهی, از دستگاهی بنام هود کشت سلولی استفاده میکنند.
این دستگاه نقش کلیدی در کنترل آلودگی محیط دارد و شرایط ایده آلی برای پرورش سلول ها فراهم میکند. هود کشت سلولی یا هود لامینار, بنابر نیازهای تحقیقاتی و ازمایشها, در دو مدل عمودی و افقی طراحی شده است که هر یک از قابلیت های متمایزی برخوردار است در هود لامینار جریان هوا 0.3 تا 0.5 متربرثانیه بوده و جریان هوایی که محیط کشت در آن است را کنترل میکند. در طراحی این سیستم هوشمند سلامت افرادی که در حال کار روی کشت سلولی هستند نیز درنظر گرفته شده است. بصورتی که مانع از آلودگی افراد بوسیله میکروب ها و ذرات آئروسل خواهد شد.
انواع کلاسهای هود لامینار در سه کلاس مختلف که دارای قابلیت های مختلف برای کار با عوامل بیماریزا و حفاظت از ایمنی افراد و محیط کشت است.
راهنمای استریل کردن محیط کشت و جلوگیری از ورود آلودگیها
انکوباتور
تنوع گسترده در انواع سلول ها و میکرواورگانیزم ها, باعث میشود توجه ما به شرایط زندگی هر یک جلب شود. چراکه هر یک در شرایط متفاوتی به رشد و تکثیر نرمال خود ادامه میدهد. قبلا هم اشاره شد که تنوع زیستی براساس قوام محیط کشت متفاوت است. از این رو دما فاکتور ضرروی برای آماده کردن شرایط کشت آزمایشگاهی (خرید پلیت کشت سلول) است. متخصصان آزمایشگاهی و تحقیقاتی لندآزما برای تنظیم دمای محیط کشت ابزاری کاربردی بنام انکوباتور را معرفی میکنند, انکوباتور در واقع نوعی گرمخانه است که براساس نیاز آزمایشگاهی و انواع محیط کشت های متفاوت, قابلیت کنترل دما, فشاور هوا و رطوبت را دارد.
این وسیله یکی از ابزارهای حیاتی است که نه تنها عملکرد حیاتی در کشت باکتری، ویروس، سلول در آزمایشگاه های کوچک و آموزشی بلکه بزرگترین مراکز تحقیقاتی برای آزمایش های بیوشیمیاییو ژنتیک و میکروب شناسی به صورت رایج استفاده می نمایند. انکوباتور براساس ویژگی های ظاهری, یک باکس تولید شده از استیل ضد زنگ یا آلومینیوم و مجهز به عایق حرارتی است که در سایزهای مختلف بوده و یک شرایط مشابه با محیط طبیعی زیستی نمونه را مهیا میکند به صورتی که شرایط کنترل شده رطوبت و فشار هوا و دما را به صورت چرخه تکرار ایجاد میکند تا نمونه به رشد طبیعی خود ادامه دهد.
انواع انکوباتورها
- انکوباتور استاندارد: طراحی شده برای رشد میکرواورگانیسم ها در شرایط 37 درجه
- انکوباتور یخچالدار: مناسب برای رشد سلول ها و میکرواورگانیسم ها در متوسط 25 درجه
- انکوباتور CO2: قابلیت کنترل ترکیب گاز برای کار با سلولهای با حساسیت بالا مثل سولولهای انسانی
- انکوباتور رطوبتساز (ژرمیناتور): مناسب برای ازمایشهای بیولوژیکی که به رطوبت حساس هستند
حمام آب
حفظ دمای ثابت برای کشت برخی نمونه ها بسیار حیاتی است. چراکه میتوان از تغییر غلظت ماده و تبخیر بیش از حد جلوگیری کرد. حمام آب آزمایشگاهی قابلیت تنظیم دامنه دما از دمای محیط تا 99.9 است که برای یکسان سازی دمای نمونه ها و گرم کردن تدریجی آن ها و یا جلوگیری از تبخیر نمونه هم به صورت عمومی در بسیاری از آزمایشگاه ها استفاده میشود. اهمیت این دستگاه در آزمایش های تخصصی در مراکز علمی و تحقیقاتی برای کار روی نمونه های قابل اشتعال و حساس به دما و صنایع غذایی, داروسازی, شیمیاییو مراکز پزشکی برای کار روی آزمایش های هماتولوژی, اورولوژی, سیتولوژی, میکروب شناسی ویروس شناسی دوچندان میشود.
سانتریفیوژ
در آزمایشگاه ها قبل از کار روی نمونه ها, لازم است اجزای مختلف مایع جداسازی شود تا نمونه مورد نظر بدست آید.این عملکرد موثر توسط وسیله ای که سانتریفیوژ نامیده میشود انجام می شود. این دستگاه قابلیت چرخش سریع و غربال کردن اجزای مایع با استفاده از نیروی گریز از مرکز انجام میگیرد. اجزای اصلی این دستگاه روتور, موتور الکتریکی, زمان سنج, سرعت سنج, منافذ تهویه هوا, درب ایمنی است. روتور محلی قرارگیری نمونه ها است. سانتریفیوژ کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف از پزشکی و بالینی مانند نمونه گیری و بررسی ادرار و مایعات بدن که به صورت عمومی انجام میگیرد. انجام پروژه های تحقیقاتی و آموزشی مانند آنالیز سلول, ویروس, باکتری, پروتئین ها, انجام آزمایش های بزرگ صنعتی مانند تولید دارو و مواد شیمیایی, تفکیک خامه از شیر در صنایع لبنی.
یخچال و فریزر آزمایشگاهی
یخچال و فریزر, از وسیله هایی مهمی است که به صورت رایج در بسیاری از آزمایشگاه ها وجود دارد. اصلی ترین کاربرد این وسایل برای سرماسازی و تهیه محیطی با دمای مناسب برای جلوگیری از فاسد شدن نمونههایی است که حساس به دما بوده و باید در دمای پایین نگهداری شوند. مهمترین کاربردهای یخچال و فریزر با دمای ۲۰- درجه سانتیگراد, نگهداری نمونه های بیولوژیکی مانند خون, پلاسما در مراکز بانک خون و بیمارستان ها, ذخیره برخی داروها و واکسن ها به منظور پیشگیری از تغییر شیمیایی یا فاسد شدن آنها در صنایع داروسازی و پزشکی, انجماد مواد شیمیایی و بیولوژیکی در دماهای پایین برای استفاده در تحقیقات و مطالعات طولانی مدت در آزمایشگاه های بیولوژیکی و میکروبیولوژی و نگهداری مواد قابل اشتعال که قابلیت ضدانفجار داشته و ایمنی بالایی دارند در پژوهش های شیمیایی و مواد است.
میکروسکوپ معکوس
میکروسکوپ معکوس یا اینورت یک وسیله تخصصی برای مشاهده سلولها و میکرواورگانیسم ها در تحقیقات میکروبیولوژی و زیست شناسی سلولی برای مطالعه روی رفتار رشد سلول های زنده به کار میرود. تفاوت این نوع میکروسکوب نسبت به میکروسکوب های معمولی,این است که اجزای آن به صورت معکوس قرار گرفته است. این دستگاه به علت سهولت در کار و راحت تر بودن نگهداری در شرایط استریل و قابل حمل بودن محبوبیت زیادی برای کار در آزمایشگاه های تحقیقاتی و زیست شناسی دارد. همچنین تولید متنوع در انواع سایزهای مختلف بزرگنمایی, میتوانید برای بررسی نیاز تحقیقاتی یا آزمایشات خود اقدام به خرید مناسبترین مدل میکروسکوپ معکوس از لندآزما نمایید.
شمارنده سلولی
در آزمایشگاه هماتولوژی, برای شمارش تعداد و اندازه گیری سلولهای خونی از شمارنده سلولی یا سل کانتر استفاده میشود. ویژگی مهم این دستگاه توانایی آن در شمارش با سرعت بالا برخلاف شمارش دستی سلول است. تمایز بین سلولهای کوچک و بزرگ و ساختار آنها و قدرت تفکیک سلولهای زنده و مرده را دارد. این دستگاه امکان استفاده برای شمارش سلولهای جانوری و گیاهی و میکروبی را دارد. این دستگاه عملکرد زیادی در مراکز تحقیقاتی و زیست شناسی و پزشکی دارد برای مطالعه روی بیماریهای مربوط به خون مانند سرطان خون, اندازه گیری تراکم سلول در کشت سلولی, ارزیابی توانایی زندهمانی سلول, شمارش اجزای خون مانند گلبول قرمز و سفید و پلاسما, شناسایی سلولهای غیرطبیعی در نمونه های بالینی برای تشخیص و درمان بیماری ها و ساخت داروها و نظارت بر تراکم سلولها. مهمترین مزیت های استفاده از سلول شمار کاهش خطای انسانی, صرفه جویی در زمان, افزایش دقت و تکرارپذیری نتیجه آزمایش است.
استریل کننده
فرآیند استریل کردن با هدف از بین بردن میکرواورگانیسمها مانند باکتری, ویروس, اسپورها و عوامل بیماریزا مورد استفاده قرار میگیرد. برای استریل کردن دو روش عمده وجود دارد , روش اول با عنوان اتوکلاو (استریل سازی با بخار ) دستگاهی است که در دمای 121 درجه سانتی گراد و در فشار 15psi در مدت زمان 15تا 30 دقیقه برای ضدعفونی کردن تجهیزات و مواد استفاده میشود . روش دوم فور ( روش استریلسازی با حرارت خشک )برای موادی که حساس به رطوبت است در زمان طولانی تر 1تا 2 ساعت, در دمای 160 تا 170 درجه سانتی گراد برای برخی مواد مانند فلز, شیشه, فلزات, پودرها کاربرد دارد.
نیتروژن مایع
نیتروژن مایعی برودتی بدون بو, بی رنگ و بی مزه است که در صورت تبخیر 695 برابر افزایش حجم دارد و برای استفاده از آن باید از مخازن ایمن استفاده شود. این ماده دمای خیلی پایینی دارد و عملکرد سردکنندگی قوی دارد و برای منجمد کردن انواع بافت های سلولی و نگهداری نمونه های بیولوژیکی و خون کاربرد دارد. همچنین از خاصیت سرمایشی آن برای خنک سازی تجهیزات حساس استفاده میشود.
نکات مهم کار با با نیتروژن
سرمازدگی: دلیل نداشتن هیچ ویژگی مزه و بو و رنگ هیچ علامت هشداری ندارد و در صورت تماس با پوست به آسیب جدی منتج میشود.
خفگی: همچنین تنبخیر نیتروژن موجب کاهش غلظت اکسیژن در محیط شده و منجر به بیهوشی و مرگ افراد میشود.
انفجار: دقت کنید نیتروژن مایع اگر در ظرف نامناسب نگهداری نشود, ممکن است سبب افزیش فشار و انفجار شود.
pH متر
دستگاهی مجهز به الکترود حساس به یون هیدروژن و کاربرد زیادی برای کنترل و اندازه گیری میزان اسیدی یا قلیایی بودن محلول است. این وسیله در بازهی دقیق بین 0 تا 14 را نمایش میدهد . این ابزار وسیله ی موثر در آزمایشگاه های شیمی, زیست شناسی, داروسازی و کشاورزی است.
آلودگی ها در کشت سلولی
یکی از مهمترین مشکلات در فرآیند کشت سلولی, آلودگیها است و میتواند آسیب های جدی به نمونهها و کاهش کیفیت نتایح آزمایشات و از بین رفتن نتابع شوند. این آلودگی ها در دو دسته اصلی قرار میگیرند. شیمیاییو بیولوژیکی
· آلودگیهای شیمیایی: منظور از آلودگیهای شیمیایی, موادی هستند که یا در فرایند کشت و رشد سلولها تولید میشوند و یا از محیط آزمایشگاه و تجهیزات وارد کشت سولولی و دیسپنسر آزمایشگاهی میشوند. این نوع آلودگیها شامل فنول و متبولیستهای سمی, پروتئین ومواد شیمیایی آلاینده مانند مواد ضدعفونی, شوینده ها و نرم کننده ها شود. همچنین, فاکتورهای رشد ناپایدار که در این پروسه تجزیه و غیرفعال میشود.
· آلودگیهای بیولوژیکی : آلودگیهای بیولوژیکی در فرآیند رشد میکرواورگانیسمها و سلولها در فرآیند رشد و تکثیر تولید میشود. مانند قارچ و باکتری, مخمر, مایکوپلاسما, ویروس.
چگونه از آلودگیها پیشگیری کنیم؟
- تکنیکهای استریل: استفاده از تجهیزات و محیطهای استریل برای جلوگیری از ورود آلودگی.
- محیطهای کشت مناسب: استفاده از مواد اولیه خالص و محیطهای کشت بدون آلاینده.
- کنترل محیط: تنظیم دما، رطوبت و غلظت گازها.
- مانیتورینگ مستمر: انجام آزمونهای دورهای برای شناسایی آلودگیها.
- اجتناب از استفاده مداوم آنتیبیوتیکها: که ممکن است باعث مقاوم شدن آلودگیها شود.
- آموزش پرسنل: در استفاده صحیح از تجهیزات و انجام روشهای آسپتیک.
تشخیص آلودگیها
- باکتریها: بررسی کدورت محیط کشت و مشاهده ذرات متحرک در زیر میکروسکوپ.
- مایکوپلاسما: با استفاده از آزمایشهای خاص مانند PCR یا رنگآمیزی فلورسنت.
- قارچها و مخمرها: مشاهده ساختارهای رشتهای (قارچها) یا ذرات کروی (مخمرها) در زیر میکروسکوپ.
- ویروسها: با روشهایی مانند ELISA، PCR، یا میکروسکوپ الکترونی.
این موارد، مهمترین اصول برای شناخت و مدیریت آلودگیها در کشت سلولی هستند که با رعایت آنها میتوان عملکرد و کیفیت کشتها را بهبود داد.
نکات و پروتکلهای ایمنی در آزمایشگاه سلولی
آزمایشگاههای سلولی محیطهایی حساس هستند که عدم رعایت اصول ایمنی منجر به آلودگیهای خطرناک و مشکلات جدی برای افراد و محیط منجر میشود. برای جلوگیری از ورود آلودگیها و حفظ ایمنی توصیه میشود موارد زیر به صورت جدی رعایت شود:
- پوشش مناسب:
- استفاده از روپوش سفید تمیز بلند و کفش ایمنی الزامی است.
- از ورود با کفشهای معمولی جلوگیری کنید.
- نظافت روزانه:
- نظافت روزانه سطوح کار، هود، کف آزمایشگاه و تجهیزات مانند سانتریفیوژ ضروری است.
- انکوباتورها باید هر هفته با گاز و محلول 70٪ اتانول ضدعفونی شوند.
- کنترل هود لامینار:
- هر شش ماه باید جریان هوا و سالم بودن فیلترهای HEPA بررسی شود تا از آلودگی جلوگیری شود.
- ارزیابی خطرات سلولی:
- کمخطر: سلولهای شناختهشده و غیرانسانی مانند MRC5
- متوسط: سلولهای پستانداران با ویژگیهای ناشناخته.
- پُرخطر: سلولهای انسانی، پریماتها یا سلولهای آلوده به عوامل بیماریزا.
چگونه اقدام به دفع زبالههای آزمایشگاهی کنیم؟
- مواد کشت:
- اضافه کردن 1000 ppm هیپوکلریت و نگهداری برای یک شب.
- سپس با آب فراوان شسته شوند.
- ابزارهای آلوده:
- پیپتها و نوک سمپلرهای پلاستیکی:
- غوطهوری در هیپوکلریت 2500 ppm برای یک شب، سپس اتوکلاو یا سوزاندن.
- ابزارهای جامد (فلاسکها، لولهها، دستکشها):
- بستهبندی در پلاستیک مخصوص، اتوکلاو و دفع یا سوزاندن.
- پیپتها و نوک سمپلرهای پلاستیکی:
نتیجهگیری
کشت سلول فرایند حیاتی در پزشکی و تحقیقات و مطالعات بیولوژیکی، میکروبیولوژی، صنایع تولید دارو، واکسن، تولید مواد شیمیایی دارد. اما انجام این امور نیازمند استفاده از تجهیزات استاندارد با رعایت اصول بهداشتی برای اجرای باکیفیت و به دور از ایجاد آلودگی برای دریافت بهترین نتیجه است این مقاله به بررسی نکات مهم برای آشنایی با وسایل و تجهیزات متناسب با نیاز آزمایشگاهی, راهنمای استریل کردن , جلوگیری از ایجاد آلودگی و در نتیجه سلامت محیط کشت و حفظ ایمنی پرسنل و نمونه ها را به حداکثر رساند.
