Tủ ấm CO2 là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong nuôi cấy

Tủ ấm CO2 là buồng nuôi cấy giữ đồng thời ba điều kiện: nhiệt độ khoảng 37°C, nồng độ CO2 quanh mức 5% và độ ẩm cao. Khí CO2 giữ pH môi trường nuôi cấy thông qua hệ đệm bicarbonat. Thiếu một trong ba điều kiện đó, tế bào ngừng phân chia trước khi mẻ nuôi kết thúc.

Tủ ấm CO2 là gì

Tủ ấm CO2 là thiết bị tạo ra một khí trường nhân tạo bên trong buồng kín, thay cho khí trời. Máy chạy bốn cụm kiểm soát song song, và hỏng cụm nào cũng đủ làm hỏng mẻ nuôi.

Khí CO2 giữ pH môi trường nuôi cấy bằng cách nào

Khí CO2 trong buồng giữ pH môi trường thông qua hệ đệm bicarbonat. Môi trường nuôi cấy tế bào động vật chứa natri bicarbonat; khí CO2 hòa tan vào dịch tạo thành axit carbonic, và tỷ lệ giữa hai dạng này quyết định pH của dịch nuôi.

Đặt đĩa vào một tủ ấm không có khí CO2 thì cân bằng lệch ngay: khí thoát khỏi dịch ra ngoài, phần bicarbonat còn lại kéo pH lên phía kiềm. Chỉ thị phenol đỏ chuyển sang hồng tím và tế bào chết dần.

Mức 5% hợp với các công thức môi trường có nồng độ bicarbonat thông dụng, chứ không phải hằng số áp cho mọi loại. Michl và cộng sự (Communications Biology, 2019) ghi nhận chưa có bộ hướng dẫn đồng thuận nào về quản lý pH trong nuôi cấy tế bào. Nhóm tác giả mô tả các sai lệch hay gặp khi phòng lab pha trộn hai hệ đệm khác nhau.

Nhiệt độ 37°C và độ ẩm buồng lo phần việc gì

Nhiệt độ 37°C đặt tế bào người và tế bào động vật có vú vào đúng vùng nhiệt mà chúng sống trong cơ thể. Lệch vài độ thì tốc độ chuyển hóa đổi theo, và hai mẻ chạy ở hai mức nhiệt khác nhau hết so sánh được với nhau.

Độ ẩm cao lo một việc khác: giữ nước lại trong đĩa nuôi. Lớp môi trường trong đĩa chỉ dày vài milimét trong khi mẻ nuôi kéo dài nhiều ngày. Buồng khô làm nước bay hơi, muối cô đặc lại và áp suất thẩm thấu tăng tới mức tế bào chịu không nổi.

Phần lớn máy tạo ẩm bằng một khay nước đặt dưới đáy buồng. Nói thẳng mặt trái: buồng vừa ấm vừa ẩm cũng là điều kiện lý tưởng cho nấm mốc, vì vậy khử nhiễm buồng nằm trong quy trình bắt buộc.

Áo khí và áo nước: hai cách giữ nhiệt cho buồng nuôi cấy

Tủ ấm CO2 giữ nhiệt bằng một trong hai kiểu áo bao quanh buồng. Kiểu áo khí (gia nhiệt bằng lớp khí bao quanh buồng, phục hồi nhiệt nhanh khi mở cửa) sấy lớp khí nằm trong vỏ kép; kiểu áo nước sấy một lớp nước bao quanh buồng.

Kỹ thuật viên mở cửa lấy đĩa ra soi vài lần mỗi ngày, và mỗi lần mở là một lần nhiệt trong buồng tụt xuống. Máy áo khí kéo nhiệt trở lại nhanh, thân máy nhẹ hơn, chuyển phòng không phải xả nước. Máy áo nước giữ nhiệt lâu hơn khi mất điện, đổi lại nặng hơn hẳn và phải xử lý nước trong áo để tránh đóng cặn.

Các máy tủ ấm CO2 Biobase BJPX-C80/C160 mà Huê Lợi Medical phân phối dùng kiểu áo khí, buồng inox 304 đánh bóng gương bo góc và cảm biến CO2 hồng ngoại (IR) kèm giấy chứng nhận hiệu chuẩn.

Khử nhiễm buồng: đèn UV làm tới đâu, nhiệt ẩm làm thêm được gì

Đèn UV diệt vi sinh trên những bề mặt mà tia chiếu tới được, còn chu trình nhiệt ẩm tác động lên toàn bộ thể tích buồng kể cả các góc khuất.

Đèn UV chạy nhanh và tiện: kỹ thuật viên bật cuối ca, sáng hôm sau máy sẵn sàng nhận mẻ mới. Giới hạn nằm ở đường đi của tia. Hướng dẫn khử khuẩn và tiệt khuẩn của US CDC nêu rằng cường độ, khoảng cách và tầm nhìn thẳng quyết định hiệu quả của tia cực tím, còn vùng bị che khuất chỉ nhận tia phản xạ ở cường độ thấp. Mặt dưới giá đỡ và các khe rãnh nằm trong vùng khuất, vẫn phải lau tay theo quy trình.

Chu trình khử nhiễm bằng nhiệt ẩm nâng cả buồng lên 90°C rồi giữ trong khoảng thời gian đặt trước, đạt hiệu quả log 5–6 (giảm 99,999–99,9999% vi sinh vật) theo tài liệu của hãng. Cái giá phải trả là thời gian: máy mất vài giờ để nóng lên rồi nguội lại. Phòng phải lưu hồ sơ làm sạch buồng thường chọn tủ ấm CO2 y tế Biobase BJPX-C100M, bản máy có kèm lọc HEPA và cửa trong chia ngăn.

Tủ ấm CO2 đang phục vụ những công việc nào

Tủ ấm CO2 phục vụ ba nhóm công việc: nuôi cấy tế bào, hỗ trợ sinh sản và một phần công việc nuôi cấy vi sinh.

Nuôi cấy tế bào. Phòng nghiên cứu nuôi dòng tế bào thường trực để thử độc tính, sàng lọc hoạt chất và nuôi cấy sơ cấp từ mẫu mô.

Hỗ trợ sinh sản. Labo thụ tinh trong ống nghiệm nuôi giao tử và phôi trong buồng khí trường. Hướng dẫn thực hành tốt cho labo IVF của ESHRE khuyến cáo theo dõi nhiệt độ, nồng độ khí trong tủ ấm và pH môi trường một cách hệ thống, tốt nhất là theo dõi liên tục.

Nuôi cấy vi sinh. Một số vi khuẩn ưa CO2 chỉ mọc tốt trong khí trường giàu khí này. Phần lớn công việc thường quy còn lại vẫn giao cho tủ ấm ổn định nhiệt Biobase BJPX-H, vì loại đó rẻ hơn nhiều và đủ việc.

Thiết bị chỉ dùng trong cơ sở có chuyên môn và do người được đào tạo vận hành, theo tinh thần Sổ tay an toàn sinh học phòng xét nghiệm WHO ấn bản lần thứ tư.

Ba câu hỏi cần trả lời trước khi chốt một tủ ấm CO2

Việc chọn cấu hình gọn lại quanh ba câu hỏi dưới đây. Cảm biến CO2 thuộc loại nào? Cảm biến hồng ngoại đọc theo mức hấp thụ quang và không bị hơi nước đánh lừa. Cảm biến dẫn nhiệt kiểu cũ rẻ hơn nhưng đọc lệch khi độ ẩm thay đổi, mà buồng nuôi cấy thì luôn ẩm.

Máy khử nhiễm buồng bằng gì? Câu trả lời quyết định phòng lab mất bao nhiêu công lau tay mỗi tuần, và có lập được hồ sơ làm sạch buồng hay không.

Nguồn khí CO2 lấy từ đâu? Máy cần một bình khí CO2 tinh khiết đặt cạnh, kèm van giảm áp. Bình khí, chi phí nạp và chỗ cố định bình đều phải tính vào ngân sách.

Xem đủ cấu hình và giá trong danh mục tủ ấm phòng thí nghiệm, hoặc đọc bài phân biệt các loại tủ ấm nếu chưa chắc phòng mình cần loại nào.

Câu hỏi thường gặp về tủ ấm CO2

Tủ ấm CO2 là gì?

Tủ ấm CO2 là buồng nuôi cấy giữ đồng thời nhiệt độ khoảng 37°C, nồng độ CO2 quanh mức 5% và độ ẩm cao. Ba điều kiện đó giữ pH môi trường ổn định để tế bào phân chia bình thường.

Vì sao nuôi cấy tế bào cần khoảng 5% CO2?

Môi trường nuôi cấy tế bào động vật dùng hệ đệm bicarbonat. Hệ đệm này chỉ giữ được pH khi khí quanh đĩa nuôi có nồng độ CO2 ổn định. Thiếu khí, pH trôi về phía kiềm.

Tủ ấm CO2 khử nhiễm bằng nhiệt ẩm khác khử khuẩn bằng đèn UV ở đâu?

Đèn UV chỉ diệt vi sinh trên bề mặt mà tia chiếu tới được. Chu trình nhiệt ẩm nâng cả buồng lên 90°C, hơi nước nóng dẫn nhiệt tới cả những góc mà tia UV không tới.

Mua tủ ấm CO2 chính hãng ở đâu và bảo hành bao lâu?

Huê Lợi Medical nhập khẩu trực tiếp tủ ấm CO2 Biobase, bảo hành 12 tháng chính hãng, giao lắp tại 34/34 tỉnh thành. Gọi hotline 0942.337.117 để nhận catalogue và bảng giá.

Kết luận và cách nhận báo giá

Tủ ấm CO2 là lựa chọn bắt buộc khi phòng lab nuôi tế bào sống, và là lựa chọn thừa khi công việc chỉ dừng ở nuôi cấy vi sinh thường quy.

Huê Lợi Medical nhập khẩu trực tiếp tủ ấm CO2 Biobase, bảo hành 12 tháng chính hãng, giao lắp và hướng dẫn vận hành tại 34/34 tỉnh thành. Công ty đủ điều kiện mua bán thiết bị y tế loại B, C, D — Số công bố 220001844/PCBMB-HN (Sở Y tế Hà Nội).

Gọi hotline 0942.337.117, số phụ 0981.455.977, làm việc 8h00–17h30 tất cả các ngày kể cả chủ nhật, để nhận catalogue và bảng giá.

Thông tin tác giả

Bài viết do Đội ngũ tư vấn thiết bị y tế Huê Lợi Medical biên soạn. Đội ngũ gồm bác sĩ, dược sĩ và kỹ sư kỹ thuật y sinh, làm việc trực tiếp với các phòng xét nghiệm và labo nuôi cấy trong khâu chọn cấu hình và lắp đặt thiết bị.

Tài liệu tham khảo

• Michl J, Park KC, Swietach P. Evidence-based guidelines for controlling pH in mammalian live-cell culture systems. Communications Biology, 2019

• ESHRE Guideline Group on Good Practice in IVF Labs. Revised guidelines for good practice in IVF laboratories (2015). Human Reproduction, 2016

• US CDC. Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities

• World Health Organization. Laboratory biosafety manual, fourth edition

• Tài liệu kỹ thuật dòng tủ ấm CO2 BJPX của hãng Biobase.

Miễn trừ trách nhiệm

Nội dung bài trình bày kiến thức về thiết bị và quy trình phòng thí nghiệm, không thay thế hướng dẫn của thầy thuốc và không thay thế quy trình chuyên môn đã ban hành tại cơ sở.