Kültür Durumlarının Zorlukları Yaşam Bilimleri Araştırmasında Variability

Yaşam bilimlerinde, deneysel bulguları yeniden üretebilme yeteneği, araştırmanın güvenilirliğini temel alır. Bir laboratuvar bir sonuç yayınlandığında, dünyadaki diğer gruplar aynı yöntemi takip etmeli ve tutarlı bir sonuç elde etmelidir. Ancak, bu ideal genellikle ince ama güçlü bir faktör tarafından zayıflatılır: Mikrobiyoloji, hücre biyolojisi ve ilgili alanlarda, deneyler tam olarak kontrol edilen kültür koşulları ve mevcudiyetine bağlı olmalıdır; sıcaklık, pH, kompozisyon, oksijen basıncı ve incelasyon, oksijen basıncı ve incelasyon.

Bu nedenle, kimyanın yüksek oranda standartlaştırılmış koşulları, biyolojik sistemler, sürekli olarak çevrede bir değişim; Cmda, hücrelerin veya mikropların ne kadar çok sayıda serumun büyümediğini etkileyen çevresel ve procedural farklılıkların tam aralıksız bir şekilde incelenir; genetik sistemler, biyolojik sistemler, ve metabolik çıktılar.Son on yıl boyunca, bilimsel topluluk bu tür bir büyüme ortamındaki farkları ve daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan bir mikropöpüresel olarak kabul edilir.

Kültür Koşulları Neden Önemlidir: Biyolojik Sistemlerin Hassasiyeti

Yaşam hücreleri, bu anlamda dinamik sistemlerdir ve 37°'de büyüyen bir bakteridir;C, 34°'de büyüyen aynı su miktarına göre farklı bir şekilde bir genetik analize girmeli; Aynı zamanda, bu tür bir genetik reaksiyona da uygun olarak, orta örnek olarak, belirli bir amino asitin konsantrasyonuna sahip olup olmadığını belirleyebilir.

Bu hassaslığın en iyi örneklerinden biri, kök hücre biyolojisi alanından gelir. İnsan pluripotent kök hücrelerinin davranışı, kültüre sahip oldukları substratlardan etkilenmektedir ve bir laboratuvar kültürü düşük oksijenli bir değişim uygularsa, sonuçları önemli ölçüde aynı zamanda çok zorlanmış olan genetik olarak tanımlanabilir.

Kültür Durumlarının Kaynakları Variability

Kültür durumu değişkenliği, birçok kaynaktan ortaya çıkar, büyüme medyasını çevresel koşullara hazırlamak için kullanılan hammaddelerden, farklı binalardaki incubators arasındaki ince çevresel farklılıklara kadar uzanır.Bu kaynaklar her biri gürültüyü kontrol etmeye yönelik ilk adımdır.

Medya Hazırlığı ve Ham Malzemeleri

Büyüme medyası, besinlerin karmaşık karışımları, tuzlar, tamponlar ve genellikle serum veya maya ekstrakt gibi tanımlanmamış bileşenlerdir.Bu medyanın tam bileşimi, tedarikçiden tedarikçiye ve hazırlıklara hazır olabilir. Örneğin, fetal bovine serum (FBS) hücre kültürü için ortak bir ek, ancak bir gencinin zamanla değişen biyolojik bir üründür.

Araştırmacılar tamamen tanımlanmış bir medya kullandığında bile, bireysel bileşenlerin saflarında ince farklılıklar olabilir.Pet asitler, vitaminler ve izler metaller genellikle birçok ay boyunca kompozisyonlarında biraz değişiklik gösteren tozlar olarak sağlanır. Ortak bir uygulama, araştırmacıların kültür koşullarını yeniden optimize etmesi için çok sayıda reagent satın almak için, ancak bu, birden fazla laboratuvar işbirliği yaptığında veya bir çalışma süresi uzatıldığında mümkün değildir.

Amorasyon Ekipmanı ve Çevre Kontrolleri

Incubator, çoğu hücre kültürü ve mikrobiyoloji laboratuvarında en merkezi ekipman parçası, ancak tüm incubatorlar ısı sistemlerindeki farklar, gaz değişim oranları ve nem kontrolü, özellikle de incubatorluk kapısındaki önemli ölçüde yüksek oranda ısı ve CO2 konsantrasyonunu kullanarak, farklı pozisyonlarda bulunan bir çalışma için, bu tip yüksek çözünürlükte 1-2 ve alt raflardaki sıcaklık analizleri tanıtabilir; Üst raflarda üst rafa çıkar.

Sıcaklık ek olarak, CO2 ve oksijen ineğitim atmosferi kritik bir değişkendir. Birçok mumyalı hücre kültürü, biyokarbonat-buffered orta düzeye kadar sürüklenme sistemine sahip olmak için% 5 CO2'yi gerektirir, ancak bu sistemler normal kalibrasyon programına bağlı olarak değişebilir ve laboratuvardaki yüksek çözünürlükte hipo-kanıtma oranlarına bağlı olarak değişebilir.

Arifatörün Ötesinde Çevre Koşulları

Çevre hemen incubatoru çevreleyen önemli. Laboratuardaki hava kirliliği ve nem, hassas ışık döngülerine bağlı olabilir, ancak laboratuvarın standart olmayan yüzeylere ve diğer fotoreseptörlere konu olup olmadığını.Bir laboratuvarın ek olarak, bir binadaki aydınlatma koşulları ışıkla hassas hücrelerin veya büyük pencerelerin maruz kalması, örneğin, organik organizmaların gündelik tezgahların performanslarına bağlı olarak değişebilir.

Operatör işleme ve teknik

Belki de kontrol edilebilirliğin en zor kaynağı insan elementidir. Farklı araştırmacılar, bir hücre süspansiyonu gibi rutin görevleri yerine getirebilir ve hücreli hasar veya tıkanma derecelerini biraz farklı şekillerde etkileyebilirler. Bu farklılıklar, hücrede ölçülebilirliği ve yerel konsantrasyonları etkileyebilir, örneğin, hücreli tedavi sırasındaki bir hücre süspansiyonu ile ilgili bir hücre kesinti süresini etkileyebilir.

Operatör ile ilgili değişkenlik özellikle deneylerin öznel adımlar içerdiğinde problemlidir, örneğin bir kültür belirli bir yoğunluka ulaştığında veya ortamda bir renk değişikliği, deneyimden etkilenmeden bağımsız olarak, yorgunluk ve dikkat edin.Bir şekilde operatörlüğü azaltmak için otomatik veya yarı otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak şarj edilen ekipman kullanmak, sıvı eller ve kapı açan çevresel koşulları korumak gibi.

Deneysel Reproducability ve Broader Bilimsel İlerleme Üzerine Etkisi

Kültür koşulunun sonuçları başarısız çoğaltma deneylerinin acil hayal kırıklığının ötesine uzanır. Variability, araştırmacılardan, yorumlayıcılara ve finanse edilen sonuçların neden ciddi dikkat çektiğini açıklığa kavuşturmaktadır.

İç Reproducability: Tek bir Laboratuvarda Yardımcılık

Tek bir araştırma grubu içinde bile, kültür durumu değişkenliği sorunlara neden olabilir. Ocak ayında iyi çalışan bir deney, Haziran ayında aynı sonucu üretemez, araştırmacılar hiçbir şeyin değiştirmediğini düşünüyor ve suçlunun neden çalışmasını durdurduğuna inanıyor olabilirler. Birçok durumda, ahlaki bilgi kaynaklarının kaynağının hiçbir zaman tespit edilememesi veya projenin iç rekoleksiyonelasyon alanı ile yayınlanmaması gerekir; aksi takdirde, araştırmacılar sistemin neden çalışmadığını anlamaları gerekir.

Cross-Laboratory Reproducability: Sistemik Meydanlar

Reroducability sorunu, farklı laboratuvarlar aynı deneyi tekrarlamaya çalışırken daha akut hale gelir.Çalışanlık, yukarıda tartışılan tüm faktörlerden, artı değişkenleri coğrafi konum, ekipman markalarından, yerel su kalitesi ve kurumsal uygulamalarla ilgili olarak, Escherichia coli'nin yaklaşık% 50-70'sinin bağımsız gruplar tarafından tekrarlanabilir olduğunu ve kültür yetersizliği birincil katkıda bulunan faktörlerden biri olarak tespit edilmiştir.

Bu nedenle, yeni tedavilerin geliştirilmesini bilgilendirmek, standart olmayan bir kültür koşullarına yol açabilir ve yanlış bir yatırım yapmak için gerekli olan bir araştırma programına yol açan ilaç araştırmalarında, erken aşamadaki ilaç geliştirmede bulguların daha iyi bir şekilde yayılması gerektiği konusunda bilgi sahibi olmak gerekir.

Bilimsel Yayınlama ve Güven için Genişlemeler

Okuyucular yayınlanan bir kağıtla karşılaştıklarında, sonuçların doğru olduğunu ve yöntemlerin yeniden çoğaltmaya izin vermek için yeterli olduğunu varsayıyorlar. Kültür durumu değişkenliği yeterli kontrol edilmez veya belgelenmiş değilse, bu varsayımlar, incelemeler ve editörler, bu sorunları hücre kültürünün veya mikrobiyo büyümenin özel zorluklarıyla aşina olmadıklarından alabilir.

Kültür Beyanını Minik Stratejiler Variability

Neyse ki, kontrol ve kültür koşullarını belgelemenin öneminin giderek artan bir şekilde tanınması ve birçok pratik strateji var. Bu stratejiler, gelişmiş teknolojilere göre laboratuvar uygulamasındaki basit değişikliklerden elde etmek için. Anahtar, kültür koşullarını aynı seviyede incelenen deneysel değişkenler olarak tedavi etmektir.

Protokollerin ve Malzemelerin Standartlaştırılması

İlk ve en önemli adım tüm kültür protokollerini standartlaştırmaktır. Bu, ayrıntılı, adım adım adım adım adım adım adımlı işlemleri yazmak, medyanın tam bileşimi, serum veya diğer değişken bileşenleri, süreklilik sıcaklığı, gaz kompozisyonu, hücre sayma veya yoğunluk tahmin yöntemi. Standartizasyon, materyallerin kaynağına kadar uzatılmalıdır: araştırmacılar, FBS'nin tam kompozisyonu, serum veya diğer değişken bileşenlerinin tamamının tamamının sonlandırılması için test edilmesi gerekir.

Birçok kuruluş ve inisiyatif, hücre kültürü protokollerinin standartlaştırılması için kılavuzlar geliştirdi. Örneğin, Uluslararası Hücre Hattı Kimlik Komitesi (ICLAC) hücre hattı kimlik doğrulama ve kültür uygulamaları için önerilerde bulunabilir. Amerikan Tip Kültürü Koleksiyonu (ATCC) medya formülasyonu, incubation koşulları ve kalite kontrolü için öneriler de dahil olmak üzere, cep kültürüne ilişkin ayrıntılı yönergeleri yayınlar.

Çevresel İzleme ve Kontrol

Hangi kültürlerin yetiştirildiği ortamı izlemek, laboratuvarlar arasında karşılaştırılabilecek ve doğrulayıcı kaynakları belirlemek için gereklidir.Apsiyoncular, sıcaklık, CO2 ve nem için düzenli olarak sabitlenmiş durumda, Data loggerlar bu parametreleri zamanında sürekli olarak kaydedebilir, bu parametreleri çevresel koşullara karşı bir kontrol sağlayabilir.

İncubatörleri izlemek için araştırmacılar, incubator dışındaki koşulların farkında olmalıdır. Laboratuvar sıcaklığı, ısıtma veya soğutma ve soğutma ve yardımcılarının yakınlığı ve titreşimlerin ekipmandan varlığı tüm kültür koşullarını etkileyebilir. İdeal olarak, incubator doğrudan güneş ışığından, draftlardan uzak durmalıdır.

Otomasyon ve Robotik

Otomasyon insan operatörleri ve çevresel dalgalanmalar tarafından getirilen değişkenliği azaltabilir. Örneğin, otomatik sıvı işleme sistemleri, otomatik olarak kapatılmayan otomasyon maliyeti yüksek olsa da, veri kalitesi ve reprodite edilebilirliği elde etmek zor olan uzun vadeli avantajlar, özellikle de yüksek bir rutin kültür işi gerçekleştiren laboratuvarlar için.

Tam otomasyon sağlayamayan küçük laboratuvarlar için, tüm laboratuvar üyelerinin aynı prosedürleri sürekli takip etmesini sağlamak için hala mevcut olan alanları tespit etmek için fırsatlar var.İki operatörler bağımsız olarak aynı prosedürü gerçekleştiriyor ve sonra sonuçları karşılaştırıyor, teknik farklılıkların bulunduğu alanları tespit edebilir. Düzenli eğitim ve yeterlilik testi, tüm laboratuvar üyelerinin aynı prosedürleri sürekli olarak takip etmesini sağlayabilir.

Kalite Kontrol ve Batch Test

Her yeni orta, serum veya diğer eksiltme kritik deneylerde kullanılmadan önce test edilmelidir. Batch testi, yeni malzemeyi daha önceki birçok kişiye kıyasla, hücre büyümesini ölçmek veya bir muhabir geninin ifade edilmesi gibi basit bir şekilde karşılaştırmaya ihtiyaç duyar.Yeni topluca yapılan değişiklikler, ayarlamalar gerekli olabilir veya yeni topluca reddedilebilir.

Benzer şekilde, kültür koşullarını etkileyen herhangi bir ekipman parçası düzenli olarak doğrulanmalıdır. Bu, ekipman performanslarındaki değişiklikler, CO2 tankları ve su arıtma sistemleri ile ilgili olarak, geçerlilik süresi belirlenmelidir ve kayıtların tüm kalibrasyon ve bakım faaliyetlerine devam edilmesi gerekir.

Dokümantasyon ve Data Paylaşımının Rolü

Kültür koşullarını nasıl dikkatlice kontrol edildiğine bakılmaksızın, koşullar ayrıntılı olarak belgelenmediğinde faydaları kaybedilir. ayrıntılı belgeler diğer araştırmacıların tam olarak ne yaptığını ve koşulları mümkün olduğunca yakından tekrarlamalarına izin verir. Açık bir bilim ve veri paylaşımı çağında, kültür koşullarının belgeleri sonuçları ile birlikte yayınlanan verilerin bir parçası olarak düşünülmelidir.

Kapsamlı Yöntem Bölümleri

Manuscripts, kültür gemi ve yüzey tedavisini sağlamak için gerekli tüm ayrıntıları içermelidir. Bu, medyanın tam kompozisyonunu, tedarikçiyi ve birçok reaktifin, taşıyıcının model ve ayarlarının belgelenmesi gerekir.Rezervatorluk ve grafiklerin tipi ve yüzeysel tedavi (eğer herhangi biri), sıcaklık ve gaz kompozisyonu, hücre sayılması ve kültür koşullarını içeren bir hücre sayma yöntemi içerir.

Data Repositories and protokolleri.io

Birçok dergi şimdi yazarların, yazılı bir el yazması gibi halka açık havuzlarda protokollerini yatırmalarını teşvik eder veya gerektirir.Protocols.io) veya kontrol listelerinin dahil edilmesi için araştırmacıların, basılı bir el yazmanın ötesine geçen ayrıntılı protokolleri paylaşmalarına izin verir.[değiştir | kaynağı değiştir]

Harmonizasyon Across Cooperations

Birden fazla laboratuvar bir çalışma üzerinde işbirliği yaptığında, deney başlamadan önce kültür protokollerini uyumlulaştırmanın temelleridir ve aynı sonuçları her laboratuvarda elde edilebilir ve tutarlılık sağlamak için pilot deneyler yürütür.

Sonuç — Rigor'a Variability

Kültür durumu değişkenliği yaşam bilimleri araştırmalarının gerçek bir özelliğidir, ancak bu değişkenlik kaynaklarının anlaşılması ve bunu kontrol etmek ve belgelemek için proaktif adımlar atarak, araştırmacıların standartlaştırılmış protokolleri, çevresel izleme, otomasyon, toplu test ve kapsamlı bir belgeyi dramatik bir şekilde geliştirebilmeleri için tüm araçlardır.

Daha geniş bilimsel topluluk, araştırma kalitesini ölçme aracı olarak yenidenroditenin önemini giderek daha fazla kabul ediyor. Araştırma ajansları, yayıncılar ve akademik kurumlar, ayrıntılı yöntem bölümleri gerektiren iyi uygulamaları teşvik ediyor, açık veri paylaşımı ve kültür koşulunu kontrol edilebilir bir değişken olarak kullanan araştırmacılar; gürültü ve memşekkülün kaçınılmaz bir kaynağı olarak geliştirmek yerine, zaman testinin ve biyoloji anlayışına önemli ölçüde katkıda bulunan bulguları üretmek için daha iyi konumlandırılmış olacak.

Sonuçta, amaç tüm varyanabiliteyi ortadan kaldırmak değildir, bu da bir kültürün nasıl büyüdüğüne dair kazak değişiklikler değildir, mikrobiyolojide bilgi geliştirmek, hücre biyolojisi ve diğer her alan için standartlaştırılmış ve belgelenmiş durumda, kültür koşullarını kontrol etmek için çaba sarfedebilir.