工作站在IVF实验室中的作用

影响卵母细胞和胚胎的外部因素

在处理卵母细胞/胚胎的过程中,必须保护它们不受物理/化学变化的影响,具体影响因素有以下几种:

  • 温度变化
  • 培养皿的渗透压和PH值
  • 气体质量

 

A.温度

 

  • 发育中的生殖细胞,特别是卵母细胞对温度的变化特别敏感。
  • 温度变化可以影响跨膜运输和许多细胞内的代谢过程。
  • 人类的卵母细胞和胚胎必须尽可能地保持在37摄氏度的稳定温度下。
  • 温度会影响样品的pH值。
  • 蒸发影响样品的pH值。
  • 一个非常重要但几乎被忽视的问题是,在培养皿中对卵母细胞和胚胎 进行显微镜观察时,所有一次性塑料皿的设计都不允许皿底直接接触 显微镜台,始终存在一个气隙。因为空气是热的不良导体,这气隙大大 减少加热阶段的功效。

 

B.培养液渗透压和pH值

近年来,培养液和缓冲液在体外受精中的使用日益广泛,为卵母细胞取出、受精、胚胎卵裂到囊胚的发育过程中提供保护。

 

所有培养液的正确使用都需要特殊的环境条件,至少是在具有二氧化碳气体的环境中。

此外,人们现在认识到,在低氧环境中,人类胚胎显示出更好的发育和植入潜力。然而,CO2和O2的浓度(以体积百分比表示)和它们的分压之间有很大的落差。首先,在高海拔地区,不仅大气压力降低,氧和氮的相对比例(和其他一些小的气体)也发生了变化:例如,在海平面上氧气含量有20.95% 但在海拔1000米的时候只有18.55%,而到了1600米海拔高度只含量只有17.2%。同样的变化会影响二氧化碳气体,所以,因此,如果一个人希望在海平面,25毫米重碳酸盐溶液中pH值达到7.3,根据汉森-哈塞尔巴赫方程,需要6.0%的二氧化碳,否则pH值将发生变化,重碳酸盐离子将丢失,直到溶液达到新的平衡。但是,如果在海拔1600米的地方,几乎需要浓度为7.5%的二氧化碳才能达到正确的分压(ppCO2),以保持溶液中的碳酸氢盐离子和pH值7.3。

用重碳酸盐培养液的一个主要问题是,它们需要很长的时间才能达到平衡,但释放气体速度非常快。最近的研究[ 4 ]表明,50 ul的油下介质液滴从CO2培养箱中移出后,会释放出气体,使pH值在2分钟内上升到7.45。在二氧化碳培养箱中更换培养皿后,重新平衡pH值需要35分钟(含5ml培养基的培养皿只需15分钟)。这些差异是由于平衡介质和空气之间,以及培养箱中的气体和部分培养液排出的气体之间二氧化碳含量差异的相对大小造成的。

最后,如果培养液暴露在水汽不饱和的空气中,则培养液的蒸发损失会增加,同时介质的渗透压也会增加。温度越高,蒸发量越大。虽然在盖油培养有助于解决这个问题,但在卵母细胞提取过程中,培养皿通常是打开的,没有油覆盖(这将使过程非常复杂)。

 

C.气体质量

由于它们的高代谢和细胞分裂率,胚胎对有毒化学物质高度敏感,因此体外受精/ART实验室是应避免挥发性有机化合物(VOCs)和其他空气污染物的重点区域。

高效微粒空气过滤去除气态有机和无机分子是一种常见的误解。HEPA,顾名思义,是一种高效的去除空气中微粒的系统(标准要求0.3微米微粒的效率为99.97%),而不是低分子量的气体分子。