Nước siêu tinh khiết không chứa nội độc tố dùng trong nuôi cấy tế bào

Nuôi cấy tế bào, mô là những công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu y sinh. Nước được sử dụng trong nhiều bước của quy trình nuôi cấy tế bào, bao gồm chuẩn bị dung dịch đệm, chuẩn bị môi trường cũng như tráng rửa dụng cụ. Do đó, chất lượng nước đóng một vai trò quan trọng trong kết quả thí nghiệm, nếu nước chứa tạp nhiễm có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Sử dụng nước siêu tinh khiết mới được sản xuất giúp giảm thiểu lượng vi khuẩn và nội độc tố hiện diện trong nước dùng nuôi cấy mô nhạy cảm.

Vậy nội độc tố là gì và làm thế nào để loại bỏ nội độc tố khỏi nước? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông tin trong bài viết dưới đây

Nội độc tố là gì?

Nội độc tố (endotoxin) là thành phần chính của màng ngoài của hầu hết các vi khuẩn gram âm. Các vi khuẩn gram âm này giải phóng một lượng nhỏ nội độc tố ra môi trường như một sản phẩm của quá trình trao đổi chất và lượng lớn nội độc tố được giải phóng khi thành tế bào bị hư hại, khi vi khuẩn bị chết hoặc ly giải. Nội độc tố bản chất là một loại lipopolysacarit (LPS). Phân tử LPS bao gồm một chuỗi polysaccharid dài mang đặc tính nội độc tố của phân tử (kháng nguyên O) và một thành phần lipid (Lipid A) (Hình 1). Tùy thuộc vào chủng vi khuẩn, trọng lượng phân tử LPS có thể dao động từ 5 kDa đến 20 kDa. Trong dung dịch, LPS tạo thành các micelle hoặc tiểu bào lớn tới 1000 kDa (Hình 2).

Nội độc tố kích thích đại thực bào và thực bào tạo ra các cytokine tiền viêm. Chúng cũng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, chức năng và hiệu quả nhân bản của nhiều loại tế bào khác, bao gồm cả các tế bào thiếu thụ thể nội độc tố.

Hình 1. Cấu trúc của phân tử lipopolysaccharide                  Hình 2. Hình ảnh minh họa micelle

Một số thí nghiệm về ảnh hưởng của nội độc tố đến việc nuôi cấy trên một số dòng tế bào

Hình 2. Thiết bị và hóa chất kiểm tra nội độc tố 

Loại bỏ nội độc tố khỏi nước

Mặc dù nước siêu tinh khiết là một dung môi sạch, nhưng nó vẫn có thể chứa một số vi khuẩn sản sinh nội độc tố. Vi khuẩn có thể được loại bỏ bằng cách lọc hoặc hấp khử trùng, một số phương pháp khử trùng khác có thể xử lí các nội độc tố còn lại. Lọc cuối Biopak^® (Merck KGaA, Darmstadt, Đức) chứa các sợi rỗng polysulfone mỏng được thiết kế để loại bỏ nội độc tố và các đại phân tử khác khỏi nước (Hình 4). Siêu lọc là một quá trình tinh lọc nhờ áp suất, trong đó nước và các chất có trọng lượng phân tử thấp thấm qua màng trong khi các hạt, chất keo và đại phân tử được giữ lại.

Hình 4. Ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy mặt cắt ngang của một trong các sợi rỗng polysulfone siêu lọc có trong lọc cuối Biopak^® - Merck.

Hãng Merck đã thực hiện kiểm tra khả năng loại bỏ nội độc tố trong nước bằng cách tiến hành thí nghiệm với lọc cuối Biopak^®. Hình 5 cho thấy các nội độc tố hòa vào nước được lọc cuối giữ lại. Một lượng lớn nội độc tố đã được thêm vào nước siêu tinh khiết (lên đến 1000 EU/mL). Cả nước thử đầu vào (Challenge) và nước được tinh lọc đầu ra (Output) đều được phân tích bằng cách sử dụng xét nghiệm kiểm tra nội độc tố Limulus Amebocyte Lysate. Hầu hết các nội độc tố (hơn 99,9%) đã được loại bỏ khỏi nước bằng phương pháp siêu lọc. Khi bộ lọc Biopak^® được sử dụng trong điều kiện bình thường (không có thách thức của nội độc tố), không có nội độc tố nào được phát hiện.

Hình 5. Hiệu quả loại bỏ endotoxin khỏi nước bằng cách sử dụng lọc cuối Biopak^® - Merck.

Nước siêu tinh khiết chứa rất ít ion (điện trở suất 18,2 MΩ.cm) và hàm lượng chất tạp nhiễm hữu cơ cực thấp (tổng cacbon hữu cơ ≤ 15 ppb) và không chứa nội độc tố thích hợp sử dụng để chuẩn bị dung dịch đệm cho quy trình nuôi cấy mô tế bào. Tránh lưu trữ nước sau khi lọc vì chất lượng nước có thể bị suy giảm và nhiễm vi khuẩn dẫn đến sản sinh nội độc tố. Việc nhiễm nội độc tố trong môi trường nuôi cấy không chỉ dẫn đến kết quả không chính xác mà còn gây mất thời gian, chi phí và công sức. Sử dụng bộ lọc cuối  Biopak^® tại điểm phân phối của hệ thống lọc nước sẽ loại bỏ nguy cơ tiềm ẩn này.

Nhận tư vấn và mua sản phẩm máy lọc nước siêu tinh khiết ở đâu là tốt nhất?

 Công ty TNHH Thiết bị Khoa học Việt Anh vinh dự là đối tác phân phối chính thức thiết bị lọc nước siêu sạch của Merck - Millipore. Đội ngũ bán hàng và kỹ sư lành nghề của chúng tôi chắc chắn sẽ đem lại dịch vụ tốt nhất cho khách hàng.

Tài liệu tham khảo:

1. Endotoxin-Free Water for Tissue Culture - Estelle Riche, PhD, Julien Bôle and Stéphane Mabic, PhD - Merck, Milli-Q® Lab Water Solutions, Guyancourt, France
2. citeqbiologics.com/endotoxins