Важливість вимірювання рН у дослідженнях клітинних культур

Гейл Глейхауф (Gayle Gleichauf), керівник прикладної лабораторії Thermo Fisher Scientific Water Analysis Instruments, нещодавно написала статтю, опубліковану журналом Lab Manager, про важливість вимірювання рН в культурі клітин. 

«Оскільки вимірювання рН є дуже поширеним в лабораторії, легко забути про його важливість. Однак ці вимірювання мають вирішальне значення для уникнення затримок у дослідженнях або пошкодження зразків, особливо в таких сферах, як дослідження в клітинній та генній терапії, де кількість клітинних зразків може бути обмеженою».

Щоб ви змогли дізнатися більше, ми переклали статтю. А з оригінальним матеріалом ви можете ознайомитися тут.

Деякі вимірювання, як-от вага і температура, здаються невід’ємною частиною лабораторної роботи. Іншим таким вимірюванням є вимірювання рН. Шкала від 0 до 14 рН слугує універсальною мовою для кількісної оцінки кислотності або лужності розчину, допомагаючи отримати цінну інформацію про різні процеси. У біологічних дослідженнях рН може визначити, чи буде біологічна система функціонувати так, як очікується; чи буде лізуватись ДНК; чи збереже білок свою структуру, чи втратить її; або чи збереже готовий продукт свою якість в упаковці. 

Біологічні процеси можуть бути дуже чутливими до рівня pH, тому підтримка оптимального рівня pH для конкретного застосування є життєво важливою для збереження здоров’я клітин, щоб вони могли швидше рости, довше жити та менше піддаватися стресу. 

Клітини можуть навіть загинути, якщо такі фактори, як рН, знаходяться поза межами необхідного діапазону. 

Крім того, через рН-індуковані зміни в полімері та отриманому поліплексі, рН розчинів для трансфекції катіонних полімерів може впливати на експресію генів, тоді як рН культурального середовища може впливати на ефективність трансфекції. рН також впливає на розчинність, структуру та стабільність білків. У дослідженнях рекомбінантних білків кожен етап виробництва має рН-залежні змінні, які можуть впливати на вихід й продуктивність, і білки можуть неправильно згортатися, якщо рН неправильний. Інший приклад, коли рН має вирішальне значення- це моніторинг експресії генів, де первинні клітини повинні культивуватися при належному рівні рН. 

Оскільки дослідження в галузі молекулярної біології, клітинної та генної терапії, а також мРНК-вакцин продовжують розширюватися, дуже важливо, щоб лабораторії звертали увагу на правильний рівень рН.

В ідеалі, калібрування рН є простим і успішним, а показники рН – швидкими, точними та надійними. Однак у лабораторіях може виникнути кілька поширених проблем, пов’язаних з вимірюванням рН, які можуть призвести до затримок у термінах і виникненні додаткової роботи. 

Наприклад:

• калібрування рН може бути невдалим і його потрібно повторити, або може здатися, що рН-метр не калібрується
• показники рН можуть бути повільними й стабілізуватися занадто довго
• регулювання рН розчину може зайняти занадто багато часу і може бути важко отримати правильне значення 
• результати pH можуть не відповідати очікуванням або здаватися ненадійними

Будь-яка з цих проблем може уповільнити роботу та призвести до ризику пошкодження життєво важливих зразків.

Система вимірювання рН включає рН-метр і рН-електрод, який вимірює рН зразка. рН-електрод є важливим для точних і повторюваних вимірювань, але не всі рН-електроди виготовляються однаково. Деякі лабораторії можуть зіткнутися з проблемою, коли рН-електроди служать лише короткий час і їх доводиться замінювати частіше, ніж хотілося б. Лабораторії також можуть бути стурбовані тим, що рН-електрод може бути несумісним з їхніми зразками і може їх забруднити. Нарешті, стандартні рН-електроди іноді можуть бути занадто великими для невеликих зразків у пробірках для мікроцентрифугування або вузьких пробірках для культури клітин. Кожна лабораторія може мати специфічні вимоги до рН-електродів, тому лабораторії повинні переконатися, що вони обирають правильний електрод для своїх типів зразків, розмірів зразків і бажаних процесів.

Читайте також: ТОП-5 причин чому рН важливий для здоров’я клітин

Біологічні буфери та буфери для калібрування рН є важливими компонентами для отримання правильного рН. Біологічні буфери, що використовуються в дослідженнях і біологічному виробництві, допомагають підтримувати потрібний рівень рН, щоб забезпечити оптимізацію клітинних систем, правильне екстрагування та розділення білків, а також протікання хімічних реакцій відповідно до плану. Калібрувальні буфери рН є критично важливими для достовірних вимірювань рН.

Щоб забезпечити точність та надійність, лабораторії повинні вибирати калібрувальні буфери pH, які можна відстежити до постачальників стандартних еталонних матеріалів, таких як Національний інститут науки і технологій (NIST). 

• Переконайтеся, що термін придатності буферів для калібрування рН не закінчився, і використовуйте свіжі буфери кожного дня, коли виконується калібрування. 
• Утилізуйте використані буфери для калібрування рН в кінці дня. 
• Не проводьте калібрування зі старими, використаними буферами.

Хороша система вимірювання рН і правильне поводження з рН-електродами  та догляд за ними спростять роботу і підвищать достовірність результатів. Лабораторії повинні вибирати настільні вимірювачі зі зручним інтерфейсом, екранними інструкціями та функцією автоматичного калібрування. Це забезпечить швидке та надійне калібрування й вимірювання рН. Вимірювання рН і реєстрація даних калібрування забезпечують надійне ведення обліку та відстеження даних. Вибір рН-електрода також має вирішальне значення при роботі з розчинами і зразками в лабораторії клітинних культур. Вибір рН-електроду з подвійним з’єднанням допомагає запобігти забрудненню зразка і несправності електрода, роблячи електроди сумісними з декількома додатками.

рН є критично важливим для лабораторій, щоб отримати правильні результати з першого разу. Враховуючи важливість рН для клітинних культур, вимірювання рН необхідно проводити швидко й точно, а лабораторії повинні калібрувати рН щодня, щоб уникнути непотрібних затримок або необхідності переробляти роботу. Тестування рН може бути простим і зрозумілим, якщо працювати з правильною системою вимірювання рН і практикувати правильне поводження з електродами і догляд за ними.

***

Пропонуємо вам ознайомитися з  рН метрами та іншими багатопараметричними вимірювачами від виробника Thermo Fisher Scientific.

А якщо у вас виникнуть питання, напишіть нам або зателефонуйте!