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第三期|金沙集团新型细胞培养耗材,助力免疫细胞更好生长——材料透氧性和水蒸汽渗透性的影响

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2023-11-29

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目前市面常见的细胞培养袋的接触层大都采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料制成,也有少部分采用硅树脂、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)等材料组成接触层。

金沙集团首次创新将聚全氟乙丙烯(FEP)该新型材料应用在细胞培养领域,推出FEP材质细胞培养袋。对于细胞培养袋来说,FEP材料相比于市面上普遍采用的EVA等材料有何优势,我们将在接下来的几篇文章为大家详细阐述。

上期文章我们阐述了选择细胞培养袋材料时应该考虑的一些比较重要的材料特性,比如透氧性、水蒸气渗透性、透光性等等,其中非常关键的材料特性——透氧性和水蒸气渗透性——是评判细胞培养袋材料是否优良的两个非常重要的参数。本期文章将为大家展现FEP材料的透氧性和水蒸气渗透性相比于EVA等材料的突出优势。

一、材料透氧性的影响

细胞的体外培养需要理想的气体环境,氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件。氧气参与细胞的三羧酸循环,为细胞生存、代谢与合成提供能量;二氧化碳既是细胞的代谢产物,是细胞生长的必需成分,又与维持培养液的pH有关。大多数细胞适宜的pH范围往往是7.2~7.4。在开放式培养中,以5%的二氧化碳气体比例为宜。因此,细胞培养袋材料的透氧性越好,越是能保证充足的氧气供应,满足细胞的代谢要求。

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二、材料水蒸气渗透性的影响

体外培养的细胞在高渗或低渗溶液中会出现皱缩、破裂,因此要使细胞维持相对恒定的渗透压是细胞生长所必需的,一般来说细胞对渗透压具有一定的耐受力,大多数细胞可耐受260~320mmol/L的渗透压。

良好的细胞培养袋膜材要能保证透气性的同时,还要有良好的水蒸气阻隔能力,有效阻隔水蒸气,尽可能减少水分流失,满足细胞生长所需的渗透压条件。

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三、不同材料的特性对比

1.FEP和EVA透氧性对比

温度(℃)
OTR(cc/(m2^day^atm))
FEPEVA
25~2,000~1,500
37~2,900~2,600
EVA:乙烯醋酸乙烯酯;FEP:氟化乙烯丙烯;OTR:氧气透过率。

通过对比FEP细胞培养袋和EVA细胞培养袋在不同温度条件下的氧气透过率发现,FEP的透氧性要明显好于EVA,FEP细胞培养袋可实现氧气的大量渗透,足以满足很多细胞培养过程中的代谢要求。

2.FEP和EVA水蒸气渗透性对比

温度(℃)
湿度WTR(g/(m2^day^atm))
FEPEVA
37.8100%~0.5~5
EVA:乙烯醋酸乙烯酯;FEP:氟化乙烯丙烯;WTR:水蒸气透过率

通过对比FEP细胞培养袋和EVA细胞培养袋的水蒸气透过率发现,FEP的水蒸气透过率要明显低于EVA,FEP细胞培养袋可有效阻隔水蒸气,防止水分流失,维持细胞生长所需的环境。

3.不同材料渗透性对比

透氧性和水蒸气渗透性是衡量细胞培养袋膜材是否优良得两个关键特性。良好的细胞培养材料,要有非常好的氧气、二氧化碳渗透性,同时要有极低的水蒸气渗透性。

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通过对比6种不同材料在25℃时的氧气、二氧化碳和水蒸气的渗透系数发现,FEP材质的氧气和二氧化碳的渗透系数与水蒸气的渗透系数之间的差距是最大的,能更好的满足细胞培养袋顺利渗透氧气和二氧化碳、阻隔水蒸气的要求。由此看来,FEP是一种理想的细胞培养袋膜材。


在选择封闭式培养系统时,包括氧气、水蒸汽在内的气体渗透性堪称最关键的特性。这是由于细胞需要依靠系统材料的渗透维持适当浓度的氧气和二氧化碳并获得足以限制蒸发的屏障 ,这些对于细胞的整体代谢功能至关重要,而FEP材质恰好能更好地满足细胞培养材料所需的关键特性。FEP材质的优势不止于此,它对于细胞培养还有哪些突出优势呢?下期文章将为大家揭晓!