上次,我們討論了將培養基的酸鹼值維持在生理範圍7.25至7.30的重要性。但在體外受精過程中,究竟如何在實驗室中維持酸鹼值和其他變數?
緩衝液是體外受精培養液中的化合物,其主要功能是維持和調節酸鹼值。體外受精培養和操作培養液中主要使用兩種緩衝液:碳酸氫鈉和HEPES。
碳酸氫鈉本質上就是小蘇打。當與高濃度二氧化碳環境配合使用時,它能很好地將酸鹼值維持在理想範圍內。這是通過專用培養箱來實現的。HEPES的功能與碳酸氫鈉相同,但專門用於在正常空氣中,即專用培養箱外處理卵子、精子和胚胎時使用。
受精和隨後長達5-7天的胚胎培養都在上述專用培養箱內進行。體外受精培養箱的外觀差異很大 - 例如,有些培養箱內裝有攝像頭 - 但它們的功能都相同。它們維持固定溫度(有濕度或無濕度)在37攝氏度(98.5華氏度),以模擬人體溫度,同時還維持特定濃度的氧氣、氮氣和二氧化碳。
最佳胚胎培養和酸鹼值維持所需的氣體濃度為:6-7%二氧化碳(比環境空氣高20倍)、5%氧氣(比環境空氣少75%)和89%氮氣(比環境空氣多10%)。二氧化碳濃度在這裡尤其重要,因為它與培養液中的緩衝液協同作用,維持理想的酸鹼值。
當考慮到環境空氣與人類受精和胚胎生長所需條件的差異時,專用培養箱的必要性就不難理解了。隨之而來的是對健全品質控制程序的需求,以確保這些參數得到滿足和維持。
與培養箱一樣,胚胎培養(培養)皿的形狀和大小也有很大差異。胚胎可以在液滴或孔中培養,可以單獨培養也可以群體培養;但所有培養皿都具有相同的功能目的,即盛放無菌培養液,並覆蓋無菌礦物油。
礦物油是保護培養液的關鍵,有兩個作用。首先,由於油不溶於水,即使在非加濕培養箱中也能防止培養液在7天期間蒸發。其次,同樣重要的是,油層覆蓋大大減少了與環境空氣的氣體交換,使胚胎可以短暫離開培養箱而不會對培養條件和胚胎發育產生負面影響。
這些因素本身都很重要,而且相互作用,有助於維持最佳胚胎培養的精確環境。下次,我們將討論如何在體外受精實驗室中監測胚胎發育。