Системы для скрининга живых клеток

Системы для скрининга живых клеток

Выращивайте клетки в удобной системе с точным контролем параметров среды, производите их мониторинг и регистрируйте изображения.

Инкубационные системы культивирования BioStation от Nikon выводят процесс получения изображений живых клеток на новый уровень, обеспечивая поддержание стабильной температуры, влажности и концентрации газа при культивировании клеток, наблюдении за ними и регистрации клеточного роста, морфологии и экспрессии белков в клеточных культурах.

Nikon IM-Q

Компактная интегрированная система инкубации и мониторинга клеточных культур, включающая микроскоп, инкубатор и высокочувствительную охлаждаемую камеру на ПЗС с возможностью точного измерения интенсивности света.

Nikon CТ

Полностью интегрированная, автономная система исследования и мониторинга клеточных культур.

Биостанции (системы культивирования)  от компании Nikon идеально подходят для долгосрочных испытаний с необходимостью непрерывного мониторинга и получения контрастных изображений исследуемых образцов. При этом исследователю необязательно постоянно присутствовать в лаборатории - мощное программное обеспечение позволяет сохранять все данные в системе и использовать их даже в удаленном режиме.

В Санкт-Петербурге купить продукцию систем культивирования можно, обратившись к официальному представителю Nikon в России - компании Биовитрум. У нас вы можете купить микроскопы с доставкой в Нижний Новгород, Новосибирск или другие регионы страны.

 

Выращивание иммобилизованных клеток

Современные биостанции предполагают два способа системы культивирования иммобилизованных клеток:

  1. Выращивание клеток (культивирование) происходит в горизонтальном сосуде ( с плоской основой);
  2. Выращивание клеток (культивирование) в биостанции происходит в вертикально расположенном сосуде колоночной культуры.

Общим у этих систем культивирование является то, что находятся в неподвижном состоянии, в то время как вокруг них циркулирует жидкая среда. Рассмотрим обе методики более подробно:

С плоской основой

Система культивирование нуждается в стеклянном сосуде. Как правило, его объем составляет 300-350 мл; при этом высота сосуда в 2-2,5 раза меньше его длины (то есть сосуд - «плоский», а не вытянутый вверх). На дне сосуда находится субстрат (нетоксичная полипропиленовая ткань), на котором размещается 40-50 г клеток. Над этой массой на специальном держателе закреплен второй сосуд меньшего объема, содержащий питательную среду. Эта среда системы культивирования капает на клетки и «проходит» сквозь них, оставляя им часть питательных веществ. При процессе культиворования, дозировку питательной среды можно регулировать; после использования она откачивается насосом со дна сосуда для культивирования и возвращается в верхнюю емкость для повторного использования.

Проведенные учеными исследования по культивированию доказывают эффективность такого метода. Например, клетки Solanum niger, для культивирования которых была использована плоская основа (среда Мурасиге-Скуга с добавлением 2,4-Д и кинетина), оперативно реагировали на недостаток ортофосфата и потребляли питательную среду. Количество жизнеспособных клеток при этом достигает 70-80%, а сырая масса нарастает гораздо медленнее, чем при использовании суспензионных культур. Для сравнения ученые приводят следующие показатели: через неделю  при использовании системы с плоской основой количество алкалоидов достигает до 12 мг/г сухой массы, в то время как в суспензии такой же показатель не достигается даже в течение 18 дней и составляет всего 10 мг/г сухой массы.

Исследователи культивирование отмечают, что на образцах, расположенных непосредственно под емкостью с питательной средой, ткань через 3-4 дня темнела и выделялась на фоне остальных клеток, которые имели светло-бежевый оттенок. Кроме этого, в той зоне, где падали капли питательной среды, плотность клеток сама по себе была более высокой, а уровень алкалоидов в этих клетках превышал их концентрацию у «соседей». В то же время, когда эти клетки были лишены «привилегированных» условий, они возвращались к прежнему состоянию и развивались так же, как и остальные клетки.

Еще один опыт, который был проведен с клетками, иммобилизованными на плоской основе, заключался во введении предшественников вторичных метаболитов. Когда в образец было добавлено всего лишь 5 мл изокаприновой кислоты, синтез капасцина в исследуемых клетках увеличивался в тысячу и более раз. 

Ученые установили, что оборудование системы с плоской основой  позволяют клеткам потреблять питательные вещества (в том числе и кислород) из внешней среды. Что касается взаимного расположения клеток, то было обнаружено, что они имеют каллусоподобное расположение и способны к тесному межклеточному контакту.

Несмотря на все описанные преимущества, горизонтальные системы  не пользуются популярностью в среде биотехнологов. Использование низких, но широких, сосудов занимает большую площадь и не позволяет вырастить необходимый объем клеток в ограниченных условиях. 

Выращивание в вертикально расположенном сосуде

Если сравнивать оборудование: системы культивирования вертикально расположенные с горизонтальными, то можно отметить один общий признак систем культивирования - питательная среда во всех системах по одной капле падает на клетки, расположенные на субстрате. Отличие заключается в том, что во втором варианте культивирования, клетки распределены по всему объему вертикально стоящего сосуда. Таким образом, питательное вещество проходит насквозь через узкий «столб», не оставляя без внимания большие участки материала. Подобно плоской емкости, питательная среда подбирается со дна вертикального сосуда насосом и используется повторно.

Поскольку любое вещество, в том числе и клетки при культивировании, подвержено силе всемирного тяготения и стремится «растечься» по поверхности, возникает необходимость равномерного их распределения внутри вертикального сосуда. Для этого небольшие массы, содержащие клетки, помещают в нейлоновые корзинки, закрепляя их при помощи специального геля. Между корзинками в сосуде находится воздушное пространство, которое дает возможность протекания питательных веществ сквозь всю толщу сосуда. При этом, в процессе культивирования корзинки не изолированы друг от друга: во время роста клетки вполне могут выходить за пределы нейлоновых стенок и контактировать друг с другом.

В качестве подложки и основного несущего вещества для клеток применяется агар или альгинат кальция. Наилучший материал для плетения корзинок - нейлоновые мочалки. Этот материал легко обрабатывается и способен выдержать высокую температуру и давление при стерилизации в автоклаве.

Прежде всего, необходимо сделать субстрат. Для этого следует взять 2% раствор агара в дистиллированной воде и поместить в автоклав на 20 минут, выставив давление в 1 атмосферу. После этого полученную жидкость охлаждают на водяной бане до 35-40°С, параллельно подготавливая клетки для будущей работы. Для этого суспензионную культуру во время стационарной фазы роста фильтруют через сито с размером ячейки 1 мм, после чего в равных частях перемешивают с незастывшим агаром. Далее, в полученную смесь при помощи стерильного пинцета погружают заготовки будущих корзинок из нейлоновой мочалки. Их размеры должны быть такими, чтобы после застывания агара в корзинках помещалось 2-3 мл смеси клеток и субстрата. Затем 8-10 таких корзинок помещают в высокие и узкие стеклянные сосуды, в которых и будет происходить культивация клеток. Всего же в сосуде размещается 5-7 г сырой массы клеток.

Если же вместо агара в качестве подложки используется альгинат кальция, в технологический процесс культивирования добавляется стерильный раствор хлорида кальция. В него добавляется смесь альгинта и клеток, которая подготавливается заранее. Хлорид кальция нужен для того, чтобы получившаяся смесь затвердела вокруг корзинок из нейлоновой мочалки, которые также погружаются в раствор. Полученные отвердевшие образы промывают в дистиллированной воде в течение трех циклов, после чего размещают в вертикальном сосуде. Исследования подтверждают, что использование альгината кальция предпочтительнее, так как рост клеток имеет более хорошие показатели, чем при использовании агара в качестве субстрата. 

Если сравнивать вертикальные системы культивирования с плоскими, то ученые отмечают, что скорость потребления питательных веществ в них несколько ниже, нежели в горизонтальных Содержание алкалоидов через 8-10 дней составляет примерно 12-13 мг/г сухой массы, pH среды через 8 суток снижается до 5,4, а жизнеспособность клеток держится на уровне 60-65% по сравнению с суспензионными культурами. Также есть неподтвержденные предположения, что примерно на 4-8 сутки во время культивирования клетки испытывают недостаток кислорода.

 

Общим фактором системы культивирования иммобилизованных клеток является освещение. Опыты ожидаемо показали, что при использовании ламп дневного света клетки интенсивнее потребляют питательные вещества и лучше растут. Кроме того, в них повышается уровень алкалоидов и общая жизнеспособность. Что касается других факторов культивирования, влияющих на развитие клеток, то здесь ученые не могут дать однозначного ответа на некоторые вопросы. 

На основе многочисленных опытов ученые сформировали некоторые общие рекомендации по системе культивированию иммобилизованных клеток:

  • Клетки во время культивирования должны быть неподвижны. Кроме того, их нельзя изолировать друг от друга. Для того, чтобы их физические и химические показатели не сильно отличались друг от друга, клетки должны находиться в тесном контакте;
  • Рост клеток при культивировании необходимо постоянно контролировать путем регулирования подачи питательной смеси и уровня кислорода;
  • Предшественники клеток могут способствовать их росту, однако только в малых концентрациях. Для получения наилучших результатов культивирование и стадия развития предшественников должна быть максимально близка к желаемому продукту;
Развернуть
Вернуться наверх