מָבוֹא

במעבדות ביו-רפואיות וכימיות מודרניות,צינורות תרבית חד פעמיים נמצאים בשימוש נרחב בתרבית תאים, תגובות כימיות, שימור דגימות ופעולות קריטיות אחרות.לא ניתן להתעלם מחשיבותם בתהליך הניסויי. מכיוון שמבחנות התרבית הללו נמצאות במגע ישיר עם דגימות הניסוי, החומר שלהן, גודלן, סגירתן ואפילו האם הן עוקרו או לא, ישפיעו באופן משמעותי על תוצאות הניסוי. בחירה שגויה עלולה להוביל לזיהום צולב, אובדן דגימות או הטיה בנתוני הניסוי, ובכך להשפיע על הדיוק והיכולת לשחזר את המחקר.

סוגים עיקריים של צינורות תרבית חד פעמיים

יש מגוון רחב של מבחנות תרבית חד פעמיות, והחוקרים צריכים לבחור את הסוג המתאים בהתאם למטרת הניסוי, סביבת ההפעלה ומאפייני הדגימות. הן מסווגות לפי שלושת ההיבטים הבאים: חומר, קיבולת ותפקוד מיוחד:

1. סיווג לפי חומר

מבחנות תרבית חד פעמיות העשויות מחומרים שונים נבדלות בעמידותן בטמפרטורה, ביציבותן הכימית ובתכונותיהן האופטיות:

• פוליפרופילןה: עמידות טובה לטמפרטורה גבוהה וקורוזיה כימית, מתאים לתרבית תאים שגרתית, ניסויים בביולוגיה מולקולרית ויישומים אחרים.
• פוליסטירןשקיפות גבוהה, קל לצפייה במצב הנוזל והתא, נפוץ בבדיקות אופטיות, אך אינו עמיד בטמפרטורה גבוהה, בדרך כלל לא ניתן להשתמש בו לאוטוקלב.
• צינורות תרבית זכוכיתלמרות שהם ניתנים לשימוש חוזר ויציבים מבחינה כימית, הם יקרים, דורשים הליכי ניקוי ועיקור נוספים, ומהווים סיכון פוטנציאלי לזיהום צולב.

2. סיווג לפי קיבולת

בהתאם לנפח הדגימה הנדרש לניסוי, קיבולת מבחנות התרבית נעה בין מיקרו לנפחים גדולים:

• צינורות מיקרוצנטריפוגה: משמש בדרך כלל למתן דגימות, משקעים צנטריפוגליים, מיצוי DNA/RNA ופעולות אחרות.
• מבחנות תרבית סטנדרטיות: הקיבולת הנפוצה ביותר במעבדה, מתאימה לתרבית תאים, תגובת ערבוב, שימור דגימות ומטרות אחרות.
• מבחנות תרבית בעלות קיבולת גדולהמתאים לתרבית תאים בקנה מידה גדול או לעיבוד כמות גדולה של תמיסה.

3. סיווג לפי פונקציה מיוחדת

הצינורות זמינים עם מגוון תכונות נוספות כדי לענות על צרכים ניסויים ספציפיים:

• צינורות אספטיים מעוקרים מראשמעוקר במפעל באמצעות קרינת גמא או אוטוקלאב, מתאים לניסויים עם דרישות אספטיות גבוהות.
• עם מכסה מחסניתמאפשר חילוף גזים, מתאים למיקרואורגניזמים או שורות תאים הדורשים אוורור ומונע זיהום ממקורות חיצוניים.
• צינורות עמידים בטמפרטורה נמוכהניתן להשתמש בבטחה בסביבה של -80℃ או אפילו חנקן נוזלי, מתאים לשימור דגימות ביולוגיות בטמפרטורה נמוכה לטווח ארוך.
• צינורות מדורגים/לא מדורגיםמבחנות מדורגות נוחות להערכה מהירה ודילוג של נפח הנוזל כדי לשפר את יעילות הניסויים.

גורמים מרכזיים בבחירת מבחנות תרבית

בתהליך התכנון והתפעול של הניסוי, בחירת מבחנות תרבית חד פעמיות מתאימות היא קריטית כדי להבטיח את יעילות הניסוי ודיוק התוצאות. על החוקרים לשקול באופן מקיף מספר גורמים מרכזיים:

1. סוג הניסוי

הדרישות למבחנות תרבית משתנות באופן משמעותי מניסוי לניסוי ויש לבחור אותן בהתאם לתוכן הפעולה ולסביבת הניסוי:

• לתרבית תאיםדרישות הסטריליות גבוהות ביותר, ומומלץ להשתמש במבחנות סטריליות שעברו עיקור מראש עם מכסי מחסנית נושמים כדי להבטיח חילופי גזים.
• ניסויי PCR / ביולוגיה מולקולריתצריך להיות נקי מאנזימי DNA, אנזימי RNA וצנרת נטולי פירוגן, לעתים קרובות משתמשים בצינורות פוליפרופילן באיכות נקייה.
• אחסון בטמפרטורה נמוכהיש להשתמש בצינורות בעלי עמידות טובה לטמפרטורות נמוכות כדי למנוע ליזיס בטמפרטורות נמוכות.

2. מאפייני הדגימה

התכונות הפיזיקוכימיות של הדגימה משפיעות ישירות על בחירת החומר והתצורה התפקודית של מבחנות התרבית:

• דגימות נוזליות או מוצקות: קובע את הנפח הנדרש ואת צורת פתח הצינור.
• דגימות חומציות או בסיסיותדגימות קורוזיביות מאוד דורשות חומרים עמידים כימית כדי למנוע עיוות או זיהום של הצינור.
• האם להימנע מאורדגימות רגישות לאור צריכות לבחור צינור תרבית בצבע ענבר או אטום, על מנת למנוע פירוק פוטונולוגי.

3. דרישות עיקור

הצורך בסטריליזציה וסוג הסטריליזציה בו נעשה שימוש הם שיקולים מרכזיים בבחירת הצינורות:

• עיקור מקדים לעומת עיקור עצמימוצרים שעברו עיקור מראש במפעל מתאימים לניסויים בתפוקה גבוהה, וחוסכים זמן; אם במעבדה יש ​​ציוד עיקור באוטוקלב, ניתן לבחור צינורות PP הניתנים לאוטוקלב.
• תאימות עיקורלדוגמה, חומר PS אינו מתאים לאוטוקלב ומיועד לשימוש חד פעמי בלבד.

4. תאימות

יש להתאים היטב את הצינורות לציוד המעבדה כדי להבטיח פעולה חלקה ותוצאות אמינות:

• תאימות צנטריפוגליתצינורות המשמשים לצנטריפוגה צריכים להיות חזקים מבחינה מבנית כדי לעמוד בכוחות צנטריפוגליים במהירויות סיבוב גבוהות.
• תאימות אוטומציהעבור ניסויים הדורשים שימוש ברובוטים לפיפטה, מערכות דיוור אוטומטיות וכו', יש להשתמש בגדלים סטנדרטיים של מבחנים.

5. עלות וקיימות

שליטה סבירה בעלויות ובצריכת משאבים היא גם שיקול חשוב במילוי צרכי הניסוי:

• חד פעמי לעומת רב ​​פעמימבחנות חד פעמיות קלות לניהול ומונעות זיהום, מתאימות לניסויים בתפוקה גבוהה; מבחנות זכוכית רב פעמיות מתאימות לניסויים בסיסיים בתקציב מוגבל.
• סולם רכישהרכישה בכמות גדולה יכולה להפחית את מחיר היחידה, מתאים לפרויקטים ארוכי טווח בקנה מידה גדול; מפרטים מותאמים אישית בקנה מידה קטן גמישים יותר אך בעלי עלות גבוהה יחסית.

המלצות לתרחישי יישומים נפוצים

בהתאם לצרכים הספציפיים של סוגים שונים של ניסויים, מומלץ להשתמש במבחנות התרבית החד-פעמיות הבאות עבור מספר תרחישי יישום נפוצים, במטרה לשפר את היעילות והאמינות של הניסויים:

1. גידול תאים

• סוג מומלץצינורות תרבית פוליפרופילן סטריליים עם מכסי מחסנית נושמים
• לְנַמֵקלחומר פוליפרופילן יש אינרטיות כימית טובה וביולוגית, מתאים לנוזל תרבית תאים. מכסה המחסנית יכול לממש חילופי גזים יעילים, למנוע זיהום מיקרוביאלי ולעמוד בסביבת הגז הנדרשת להתרבות תאים.

2. מימוש מולקולרי של PCR/qPCR

• סוגים מומלציםצינורות PCR או מיקרוצנטריפוגה ייעודיים ללא נוקלאזות וללא פירוגנים
• לְנַמֵקצינורות פוליפרופילן בעלי טוהר גבוה, לאחר טיפול קפדני, יכולים למנוע ביעילות פגיעה או זיהום של הדגימה, על מנת להבטיח תוצאות הגברה מדויקות ואמינות. מומלץ עיצוב בעל דופן דקה כדי לשפר את יעילות העברת החום.

3. אחסון בטמפרטורה נמוכה

• סוג מומלץצינורות פוליפרופילן עמידים לטמפרטורות נמוכות עם עיצוב נגד קיפאון וסדיקה ומכסה הברגה
• לְנַמֵקניתן להשתמש במבחנים אלו לאחסון דגימות לפרקי זמן ארוכים בטמפרטורה של -80°C או אפילו בחנקן נוזלי, והמבנה המיוחד מונע מהמבחנה להיסדק ולדלוף. מתאים לאחסון לטווח ארוך של שורות תאים, דגימות דם, חלבונים או חומצות גרעין.

4. צנטריפוגה

• סוגים מומלציםצינורות פוליפרופילן בעלי סבילות גבוהה, עיצוב תחתון עגול או חרוטי, עם רוטורים של צנטריפוגה
• לְנַמֵקלצינורות PP יש עמידות צנטריפוגלית טובה ויכולים לעמוד בכוחות צנטריפוגליים גבוהים ללא עיוות או קרע. התחתית הקונית מסייעת לאסוף תאים או משקעים באופן מרכזי ולהגדיל את קצב ההתאוששות.

טעויות נפוצות ודרכים להימנע מהן

בפועל, כישלון ניסויי עקב בחירה לא נכונה של מבחנות תרבית מתרחש מעת לעת. מספר טעויות נפוצות והצעות לפתרונות מתאימות מפורטות להלן לעיונם של החוקרים:

1. שימוש לרעה בחומרים שאינם עמידים לטמפרטורות גבוהות לאוטוקלבציה