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时间：2024-06-21 浏览次数：294
避光
科学研究的不断深入和科技的迅猛发展，带动了对实验设备和工作环境的更高要求，特别是在生命科学、人体治疗、环境科学等领域，研究者们越来越关注环境因素对实验结果的影响，其中，避光和贴近生物真实内环境的低氧环境成为许多实验中必须解决的问题。
IPAN系列避光低氧工作站作为一种新型科研工具，正为研究无光环境下的细胞培养提供有力的支持。
避光环境 /
肿瘤细胞研究
光照对细胞生物学研究有显著影响，特别是在肿瘤细胞研究中，一些肿瘤细胞对光照敏感，光照可能导致细胞DNA损伤、诱发氧化应激反应，甚至引发细胞凋亡，因此避免光照干扰对于确保实验结果的准确性至关重要。
IPAN避光低氧工作站能够提供完全避光的环境，确保实验过程中肿瘤细胞不受光照干扰，为研究肿瘤细胞的生长、代谢和药物反应提供理想条件。
引例1：
关键词：合成代谢、明暗循环、肿瘤、微环境、炎症
引例2：
关键词：褪黑素、肿瘤代谢、肿瘤生长、昼夜、关照
低氧环境是肿瘤微环境的典型特征之一。肿瘤内部由于快速生长和血管生成不足，常处于低氧状态，低氧环境下，肿瘤细胞会启动一系列适应机制，如激活缺氧诱导因子（HIF），改变代谢途径，提高耐药性等。
为临床前癌症研究建立生理缺氧模型，促进临床转化
关键词：EPHOSS、环境氧、低氧、癌细胞
引例2：
生理环境下的肿瘤收集/处理揭示了高度相关的信号网络和药物敏感性
应用实例
低氧环境下肿瘤细胞对抗癌药物的研究
IPAN避光低氧工作站还可以用于研究低氧诱导的肿瘤耐药机制，帮助开发克服耐药性的新策略。
避光环境 /
神经细胞研究
神经细胞对光照非常敏感。光照可能引起细胞内活性氧（ROS）水平的变化，导致细胞损伤或死亡，在研究神经细胞的电生理特性和信号传导时，避免光照干扰尤为重要。例如，在研究视网膜神经细胞时，避光条件可以防止光照对细胞功能的影响，确保实验结果的准确性。
引例：
神经细胞的生长和功能在很大程度上依赖于氧气浓度。低氧环境可以模拟脑部缺氧（如中风和脑外伤）条件，研究低氧对神经细胞存活、功能和修复能力的影响。
IPAN低氧工作站能够精确控制氧气浓度，提供无限制的低氧浓度阶梯设置，使研究人员能详细探讨神经细胞在不同低氧水平下的生物学行为。
引例：
关键词：低氧、NPC、生理氧、细胞疗法、细胞移植
应用实例
缺氧对大脑皮层神经细胞的影响研究
研究人员将神经细胞置于低氧环境中，可观察其存活率、形态变化以及细胞间的信号传导变化。此外，通过避光处理，研究人员能够避免光照对细胞的进一步损伤，确保实验数据的可靠性。
神经干细胞在低氧环境下具有独特的分化特性。研究人员利用IPAN避光低氧工作站，将神经干细胞置于低氧环境中，发现低氧条件能够显著促进神经干细胞向神经元和胶质细胞的分化，这一发现对于理解神经干细胞的分化机制及其在神经系统疾病治疗中的应用具有重要意义。
避光低氧的科研趋势
近年来，关于光照和氧气浓度对实验结果影响的研究逐渐增多，根据相关统计数据，涉及光照控制和低氧条件的科研论文数量逐年增加，尤其是在生命科学和材料科学领域，以Web of Science数据库为例，在过去五年内，涉及光照控制的研究论文数量增长了约25%，而涉及低氧条件的研究论文数量则增长了约30%。
美国国家生物技术信息中心（NCBI）出品的PubMed索引了超过3000多万条有关生物和医药方向的文献。下图是近10年来有关“光-细胞”和“低氧”相关的文献研究，可以看出无论是低氧还是光照辐射在生物研究领域都是呈不断上涨的趋势。这两个领域总计的研究文章超过6万份，近年来低氧和光辐照的交叉研究也呈井喷态势，在几年间已经突破上千份。
这些研究不仅数量在增加，其影响力也在提升，在高影响力的核心期刊中，关于光照和低氧条件的研究论文被频繁引用。在《Nature》《Science》《Cell》等顶级期刊中，相关论文的引用率显著高于其他普通研究，避光低氧条件的研究正在引起越来越多科学家的关注和重视。
LetPub的国家自然科学基金查询系统，归纳了从1997年至2024年已获批准的自然基金项目，从下图（蓝绿折线图）可以看出项目数量（绿线）和资助金额（蓝线）总体上都呈现增长趋势，尤其是从2016年开始，两者均显著上升。
2021年至今，项目数量持续上升，资助金额则保持在高位，近几年的领域交叉研究也呈指数模式增长。在另一个梅斯医学的国家自然科学基金项目查询与分析系统中也可以发现低/缺氧近年来的研究热门程度（蓝色柱状图）。这表明光治疗领域和低氧领域在不断受到重视，研究力度的不断加大。
功能与优势 /
IPAN避光低氧工作站
避光功能
光照会对许多生物分子和化学反应产生显著影响。例如，在光敏反应中，光照会激发分子，引发一系列复杂的反应，从而干扰实验结果。在某些生物实验中，光照还可能导致样品降解。在细胞培养中，光照会对线粒体产生反应形成羟基，提升活性氧浓度从而对细胞造成损伤。光照也会对蛋白的构象结构、培养基中成分等等都会产生影响。
关键词：线粒体、可见光、活性氧、光敏发色团
IPAN避光低氧工作站能够提供稳定的低氧实验环境，为这些研究提供了必要的条件。
模拟生理条件：体内许多组织和器官，如心脏、骨骼肌和肿瘤，常经历氧浓度波动。间歇低氧可以更真实地模拟这些生理和病理条件，使体外实验结果更具生理相关性。
细胞适应机制：间歇低氧条件能诱导细胞产生一系列适应性反应，包括基因表达调控、代谢途径调整和信号传导路径的变化。这有助于理解细胞如何应对和适应氧浓度波动。
研究疾病机制：许多疾病如缺血性心脏病、神经退行性疾病和癌症与低氧密切相关。间歇低氧培养可以帮助揭示这些疾病的发生和发展机制，并为新疗法的开发提供基础。
提高实验重复性：通过精确控制氧浓度的变化，间歇低氧培养能提高实验的重复性和可比性，确保实验数据的可靠性和有效性。
引例：
关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、间歇性缺氧;持续缺氧、肝癌、缺氧诱导因子1、血管内皮生长因子
酒精杀毒能够迅速有效地消灭工作站内的细菌和病毒，确保实验环境的无菌性。紫外线杀毒通过破坏微生物的DNA结构，从而达到灭菌效果，特别适用于那些对化学消毒剂有抗性的微生物。两种杀毒方式的结合，不仅提高了杀菌效率，而且大大降低了实验污染的风险，这种双重杀毒保障，确保了IPAN在提供无光、低氧环境的同时，也为科研人员提供了一个更加安全、可靠的实验平台，助力高质量的科学研究。
引例：
Cells 2023 January 19【IF:6.0】
文章提出细胞培养中经常被其他细胞、细菌、真菌、酵母、病毒或化学物质错误识别或污染，需要特殊的保障措施例如酒精、紫外线等进行消杀，以最大限度地降低接触有害物质的风险并保证无菌工作条件。
关键词：细胞培养、污染、无菌
结语 /
IPAN避光低氧工作站推动跨学科合作
IPAN避光低氧工作站的应用领域广泛，涉及生命科学、微生物学、环境科学、药物研究等多个学科。科研仪器平台通过搭建共享平台，推动不同学科之间的合作与交流。
在肿瘤研究中，科学家们发现肿瘤微环境中存在大量的厌氧区域，通过避光低氧工作站，生命科学研究者与微生物学研究者可以合作，研究厌氧细菌在肿瘤微环境中的作用及其对肿瘤生长和治疗的影响。
