きれいなベンチは細胞培養に使用できますか？

細胞培養は、生物学的研究、バイオテクノロジー、および医薬品開発における基本的な手法です。それは、自然の生息地の外の制御された環境での細胞の成長と維持を伴います。きれいな環境は、汚染を防ぎ、細胞株の完全性を確保するために、細胞培養を成功させるために重要です。きれいな環境を作成するためにしばしば考慮される機器の1つは、きれいなベンチです。きれいなベンチサプライヤーとして、私はきれいなベンチを細胞培養に使用できるかどうかをよく尋ねられます。このブログ投稿では、この質問を詳細に調べます。

きれいなベンチを理解する

ラミナーフローキャビネットとも呼ばれるクリーンベンチは、作業面にろ過された空気を向けることにより、きれいな作業環境を提供するように設計されています。クリーンベンチには、水平と垂直の層流の2つの主要なタイプがあります。水平ラミナーフロークリーンベンチでは、ろ過された空気がベンチの背面からオペレーターに向かって作業面を横切って水平に流れます。垂直層流のきれいなベンチでは、ろ過された空気が作業面に垂直方向に下向きに流れます。

きれいなベンチの主な機能は、粒子状の汚染から作業を保護することです。きれいなベンチ内の空気は、高効率の効率（通常は99.97％以上）の0.3マイクロメートルの粒子を除去できる、高効率粒子状空気（HEPA）または超低浸透空気（ULPA）フィルターを通過します。これにより、ベンチ内のクラス100（ISO 5）またはより良いクリーンな環境が作成されます。つまり、0.5マイクロメートル以上のサイズ以上の空気の1立方フィートあたり100個以下の粒子があります。

細胞培養の要件

細胞培養には、細胞の成長をサポートし、汚染を防ぐために高度に制御された環境が必要です。主な要件には以下が含まれます。

不妊：細胞は、細菌、真菌、ウイルス、その他の微生物による汚染の影響を非常に受けやすいです。汚染は、細胞の死亡、不正確な実験結果、および貴重な細胞株の喪失につながる可能性があります。
温度と湿度の制御：ほとんどの哺乳類細胞は、37°Cで培養され、相対湿度は約95％です。これらの条件を維持することは、細胞の生存率と成長に不可欠です。
ガス組成：細胞には、特定のガス組成、通常は酸素と二酸化炭素の混合物が必要です。哺乳類細胞の場合、培地のpHを維持するために5％のCO₂雰囲気が一般的に使用されます。
栄養供給：細胞には、アミノ酸、ビタミン、ミネラル、成長因子などの必須栄養素を提供する適切な培地が必要です。

細胞培養のためにきれいなベンチを使用します

きれいなベンチは、細胞培養で重要な役割を果たすことができますが、利点と制限の両方があります。

利点

汚染防止：細胞培養にきれいなベンチを使用することの主な利点は、きれいな環境を提供する能力です。クリーンベンチ内のろ過された空気は、空中粒子と微生物の導入を最小限に抑えるのに役立ち、培地の変更、細胞の通過、サンプル調製などの細胞処理手順中の汚染のリスクを減らします。
オペレーター保護：セルの保護に加えて、クリーンベンチはオペレーターにある程度の保護も提供します。空気の層流は、細胞培養処置中に発生するエアロゾルの拡散を防ぎ、潜在的に危険な生物学的材料への暴露のリスクを減らします。
汎用性：クリーンベンチは比較的簡単にセットアップでき、さまざまな実験室の設定で使用できます。それらは、小規模と大規模なスケールの細胞培養操作の両方に適しているため、多くの研究研究所に人気のある選択肢になっています。

制限

温度、湿度、ガス制御の欠如：クリーンベンチの主な制限の1つは、温度、湿度、またはガス組成を制御しないことです。きれいなベンチで培養された細胞は、周囲の実験室条件にさらされますが、これは細胞の成長に最適ではないかもしれません。たとえば、実験室の温度が低すぎるか高すぎる場合、細胞の代謝と生存率に影響を与える可能性があります。同様に、適切な湿度とガス制御がなければ、培地のpHが変化し、細胞のストレスまたは死につながる可能性があります。
限られた不妊：きれいなベンチは空中汚染のリスクを減らすことができますが、他のソースからの汚染のリスクを完全に排除するわけではありません。たとえば、ベンチの表面とベンチ内で使用される機器は、各使用前に適切に滅菌する必要があります。そうでない場合、それらは汚染の源として役立ちます。また、オペレーターの手と衣服は微生物を運ぶことができ、汚染を防ぐために適切な無菌技術に従う必要があります。

補完的な機器

細胞培養におけるきれいなベンチの制限を克服するには、補完的な機器を使用する必要があることがよくあります。

インキュベーター：インキュベーターは、細胞培養に最適な温度、湿度、およびガス組成を提供するために不可欠です。クリーンベンチで処理した後、細胞をインキュベーターに移して、成長とメンテナンスを可能にします。 CO₂インキュベーターや低酸素インキュベーターなど、さまざまな種類のインキュベーターがあり、細胞株の特定の要件に基づいて選択できます。
オートクレーブと滅菌器：オートクレーブと滅菌器は、細胞培養で使用される機器、媒体、およびその他の材料を滅菌するために使用されます。すべての材料が適切に滅菌されるようにすることにより、汚染のリスクをさらに減らすことができます。
オンラインダスト粒子監視システム：このシステムは、クリーンベンチ内の粒子濃度と周囲の環境を継続的に監視するために使用できます。粒子レベルの増加を検出することにより、潜在的な汚染リスクをオペレーターに警告し、タイムリーな是正措置を可能にすることができます。

細胞培養用のその他のクリーンルーム機器

きれいなベンチに加えて、環境の全体的な清潔さと安全性を高めるために、細胞培養施設で使用できる他のクリーンルーム機器があります。

クリーンルームFFU：ファンフィルターユニット（FFU）を使用して、クリーンルームでろ過された空気を絶えず供給します。清潔で均一な空気環境を維持するために、細胞培養施設の天井または壁に設置できます。
クリーンルームミストシャワー：クリーンルームミストシャワーを使用して、クリーンルームに入る前に、人員と機器から地表汚染物質を除去できます。これは、細胞培養領域への汚染物質の導入を防ぐのに役立ちます。

結論

結論として、細胞培養にはきれいなベンチを使用できますが、スタンドアロンのソリューションではありません。これは、細胞の取り扱い手順中に空中汚染のリスクを大幅に減らすことができるクリーンな作業環境を提供します。ただし、温度、湿度、ガス制御が不足しているため、インキュベーター、オートクレーブ、監視システムなどの他の機器と組み合わせて使用する必要があります。

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参照

フレッシュニー、RI（2010）。動物細胞の文化：基本的な手法と専門用途のマニュアル。ワイリー - リス。
ポラード、JW、およびウォーカー、JM（2017）。基本的な細胞培養プロトコル。 Humana Press。
ISO 14644-1：2015。クリーンルームと関連する制御環境 - パート1：空気の清潔さの分類。