مقایسه PBS و DPBS بایووست: تفاوت‌ها و کاربردها در کشت سلولی

محلول‌های بافری از اجزای کلیدی در آزمایش‌های زیستی و بیوشیمیایی اند، به‌ویژه در فرآیندهای کشت سلولی. فسفات بافر سالین (PBS) و فسفات بافر سالین دولبکو (DPBS) به دلیل ویژگی‌های ایزوتونیک و غیرسمی، برای حفظ pH، تعادل اسمزی و زنده‌مانی سلول‌ها در فرآیندهای حساس مانند شست‌وشو، رقیق‌سازی معرف‌ها و جداسازی سلولی استفاده می‌شوند. این محلول‌ها با pH تقریباً خنثی (7.2 تا 7.4) و سازگاری با مولکول‌های زیستی، به پایداری فعالیت‌های آنزیمی و سلولی کمک می‌کنند.

بر اساس مطالعات، بافرهای فسفاتی کم‌تداخل و مناسب برای سلول‌های پستانداران هستند و نتایج تکرارپذیرتری ارائه می‌دهند [1]. شرکت بایووست (Biowest)، یکی از تأمین‌کنندگان معتبر جهانی، محلول‌های PBS و DPBS را با استانداردهای GMP و ISO تولید می‌کند. این محصولات از طریق آریافن‌ورزان، نماینده رسمی بایووست در ایران، در دسترس پژوهشگران ایرانی قرار دارند. از طریق شرکت آریافن‌ورزان، نماینده رسمی بایووست در ایران، این محلول‌های حیاتی در دسترس پژوهشگران ایرانی قرار گرفته‌اند. با پایبندی به کیفیت ثابت، استریلیته و پشتیبانی، PBS  و DPBS برند بایووست به انتخاب اول بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی در کشور تبدیل شده‌اند.

PBS چیست؟

فسفات بافر سالین (PBS) یک محلول بافری پرکاربرد در زیست‌شناسی سلولی، زیست‌مولکولی و بیوشیمی است. ترکیب اصلی آن شامل کلرید سدیم (NaCl)، کلرید پتاسیم (KCl)، فسفات دی‌سدیم (Na₂HPO₄) و فسفات منوپتاسیم (KH₂PO₄) است. این ترکیب به حفظ pH فیزیولوژیکی (۷.۲ تا ۷.۴) و تعادل اسمزی کمک می‌کند و محلولی ایزوتونیک و غیرسمی برای سلول‌های پستانداران محسوب می‌شود. PBS در کاربردهایی مانند شست‌وشوی سلول‌ها، رقیق‌سازی معرف‌ها و آبکشی ظروف کشت استفاده می‌شود، بدون آن‌که به غشای سلولی یا ساختار پروتئین‌ها آسیب بزند[1].

PBS در آزمایش‌هایی که به نگهداری ملایم نمونه‌های زیستی نیاز دارند، مانند رنگ‌آمیزی ایمونولوژیک، میکروسکوپی فلورسانس و آزمون‌های الایزا، اهمیت زیادی دارد. به دلیل سازگاری بالا و ترکیب ساده، این بافر به یکی از اجزای اصلی آزمایشگاه‌های علوم زیستی در سراسر جهان تبدیل شده است.

بر اساس اطلاعات ارائه‌شده توسط بایووست، PBS این شرکت در قالب محلول‌های استریل و غیراستریل آماده مصرف و همچنین به صورت پودری عرضه می‌شود که بسته به نیاز پژوهش قابل استفاده است.

DPBS چیست؟

فسفات بافر سالین دولبکو (DPBS[u2]) نسخه‌ی بهبود یافته‌ای از PBS است که اغلب حاوی ترکیبات اضافه‌تری مانند کلرید کلسیم (CaCl₂) و کلرید منیزیم (MgCl₂) است. این یون‌های دوظرفیتی نقش مهمی در سیگنالینگ سلولی، چسبندگی سلول‌ها و عملکرد آنزیم‌ها دارند[2].

DPBS به‌ویژه در پروتکل‌های کشت سلولی که حفظ تعاملات سلول-سلول یا سلول-بستر اهمیت دارد، مانند مراحل شست‌وشوی سلول‌های چسبنده یا فرآیندهای آنزیمی کاربرد دارد. در مقابل، زمانی که نیاز به جداکردن سلول‌ها وجود دارد، مانند تریپسینه‌کردن[3]، معمولاً از نسخه‌ی بدون کلسیم و منیزیم DPBS استفاده می‌شود؛ چرا که این یون‌ها می‌توانند باعث چسبندگی سلولی یا اختلال در عملکرد آنزیم شوند[4].

شرکت بایووست هر دو نسخه DPBS، با و بدون یون‌های کلسیم و منیزیم، را در فرمت‌های مختلف برای استفاده پژوهشی و کشت سلولی عرضه می‌کند.

تفاوت‌های کلیدی PBS و DPBS

اهمیت یون‌های کلسیم و منیزی

منیزیم (⁺Mg²) برای عملکرد آنزیم‌های وابسته به ATP، پایداری اسیدهای نوکلئیک و سنتز پروتئین ضروری است، در حالی که کلسیم (⁺Ca²) نقش کلیدی در سیگنال‌دهی سلولی، چسبندگی و پویایی غشاء دارد[5]. وجود این یون‌ها باعث می‌شود DPBS سازگاری بیشتری با عملکرد زیستی سلول‌ها داشته باشد، به‌خصوص در فرآیندهایی که چسبندگی یا سیگنال‌دهی سلولی اهمیت و یا روش‌هایی که نیاز به فعالیت آنزیمی دارند. با این حال، بسته به هدف آزمایش، حضور این یون‌ها باید با دقت مدیریت شود. در مطالعه‌ای درباره تصویربرداری زنده و سیستم‌های میکروفلوئیدیک، برای جلوگیری از چسبندگی ناخواسته، از DPBS بدون کلسیم و منیزیم استفاده شد[6].

جدول مقایسه‌ای PBS و DPBS

کاربردهای PBS و DPBS در زیست‌فناوری

PBS و DPBS هر دو در طیف وسیعی از کاربردهای آزمایشگاهی و زیست‌فناوری استفاده می‌شوند، از جمله:

• شست‌وشوی سلول‌ها پیش از آنزیم‌درمانی
• رقیق‌سازی آنتی‌بادی‌ها یا معرف‌ها در آزمون‌های ایمونولوژیک
• استفاده به‌عنوان محیط پایه در فلوسایتومتری یا سیستم‌های میکروفلوئیدیک
• حفظ تعادل اسمزی در زمان تصویربرداری یا جابه‌جایی سلول‌ها

در یک مطالعه منتشرشده در نشریه علوم دامی برزیل (RBZ)، از DPBS به‌عنوان محیط جمع‌آوری جنین گاو استفاده شد و عملکرد آن با محلول رینگر لاکتات مقایسه گردید. نتایج نشان داد که DPBS کارایی مناسبی در حفظ زنده‌مانی جنین‌ها داشته و می‌تواند به‌عنوان جایگزینی مقرون‌به‌صرفه و مؤثر در فناوری‌های کمک‌باروری دام‌ها (ART) به کار رود[7].

محصولات بایووست: فرمت‌های متنوع PBS و DPBS

تمام محصولات بایووست تحت استانداردهایGMP و ISO تولید می‌شوند و از نظر کیفیت، یکنواختی و سطح پایین اندوتوکسین، برای کشت سلولی حساس مناسب‌اند. شرکت بایووست محلول‌های PBS و DPBS را در فرمت‌های متنوعی ارائه می‌دهد تا نیازهای مختلف آزمایشگاهی، از پژوهش‌های دانشگاهی گرفته تا تولید صنعتی، را پوشش دهد. انتخاب فرمت مناسب، بسته به نیاز به استریلیته، حجم مصرف و شرایط نگهداری، می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد.

محلول آماده مصرف (1X)

رایج‌ترین فرمت، محلول 1X است که از پیش رقیق‌شده و در نسخه‌های استریل و غیراستریل عرضه می‌شود. این محلول‌ها آماده مصرف‌اند، باعث صرفه‌جویی در زمان شده، ریسک آلودگی را کاهش داده و در مواردی مانند موارد زیر کاربرد دارند:

• شست‌وشوی سلول‌های چسبنده یا شناور
• آبکشی ظروف کشت سلولی
• رقیق‌سازی آنتی‌بادی‌ها یا رنگ‌ها

محلول‌های غلیظ(10X)

بایووست محلول‌های PBS و DPBS را به‌صورت غلیظ X10 نیز ارائه می‌دهد که برای آزمایشگاه‌های با مصرف بالا یا فضای محدود بسیار مناسب‌اند. این فرمت باید پیش از استفاده با آب مقطر استریل رقیق شود. مزایای آن شامل:

• ماندگاری طولانی
• صرفه‌جویی در هزینه و فضا
• کاهش ضایعات بسته‌بندی

فرمت پودری

برای انعطاف‌پذیری بیشتر و نگهداری طولانی‌مدت، PBS و DPBS در قالب پودری نیز عرضه می‌شوند. این فرمت برای مراکز آموزشی، آزمایشگاه‌های صنعتی یا مکان‌هایی با دسترسی محدود به یخچال ایده‌آل است. در این حالت، کاربر می‌تواند:

• محلول را در زمان مورد نیاز تهیه کند.
• غلظت یا حجم نهایی را شخصی‌سازی کند.
• روش استریلیزاسیون را خود انتخاب کند.

کاربردهای واقعی در پژوهش‌های علمی

هرچند PBS و DPBS از جمله رایج‌ترین محلول‌ها در آزمایشگاه‌های زیستی هستند، اهمیت واقعی آن‌ها زمانی آشکار می‌شود که در پژوهش‌های معتبر علمی مشاهده کنیم چگونه در شرایط حساس، عملکرد موفقی دارند.

محلول‌های PBS و DPBS شرکت بایووست تنها برای شست‌وشوی سلول استفاده نمی‌شوند؛ بلکه بخش حیاتی از بسیاری از پروتکل‌های کشت سلولی و زیست‌فناوری هستند. از پزشکی بازساختی گرفته تا ایمنی‌شناسی و سامانه‌های میکروفلوئیدیک، این محلول‌ها به دلیل کیفیت بالا، استریلیته، قابلیت تکرارپذیری و سازگاری با سایر معرف‌ها در مقالات معتبر علمی به‌کار گرفته شده‌اند.

PBS و DPBS نقش کلیدی در بسیاری از فرآیندهای پایه آزمایشگاهی دارند:

• شست‌وشوی سلول‌ها پیش از آنزیم‌درمانی، رنگ‌آمیزی یا تعویض محیط
• رقیق‌سازی آنتی‌بادی‌ها، رنگ‌ها یا آنزیم‌ها برای آزمون‌هایی مانند فلوسایتومتری و ELISA
• جداسازی سلول‌ها، به‌ویژه در کنار تریپسین؛ استفاده از DPBS بدون ⁺Ca²⁺/Mg² باعث بهبود کارایی جداسازی می‌شود.
• حفظ تعادل اسمزی و بافری در تصویربرداری زنده یا سامانه‌های میکروفلوئیدیک
• حمل و نگهداری سلول‌ها یا نمونه‌ها به دلیل خاصیت ایزوتونیک و غیرسمی بودن

در سامانه‌های پیشرفته‌ای مانند تراشه‌های زیستی (lab-on-chip) یا پلتفرم‌های میکروسیالی (microfluidic) نیز از DPBS برای جابه‌جایی اجزای زیستی بدون اختلال در شرایط یونی یا آسیب به سلول‌ها استفاده می‌شود[8].

مقالات علمی منتشرشده با استفاده از PBS/DPBS ،FBS و تریپسین بایووست

• در مطالعه‌ای در PNAS (سال ۲۰۲۱)، پژوهشگران از DPBS و FBS برند بایووست برای شست‌وشو و نگهداری سلول‌های انسانی مشتق‌شده از iPSC در بررسی تأثیر پروتئین اسپایک ویروس کرونا استفاده کردند. این مطالعه نشان‌دهنده ایمنی این محلول‌ها در تحقیقات حساس ویروسی است[9].
• در مقاله‌ای از (Nature) Scientific Reports(سال ۲۰۱۷)، برای مدل‌سازی بازسازی پوست، از DPBS و تریپسین بایووست جهت جداسازی و تکثیر کراتینوسیت‌ها استفاده شد که نمونه‌ای از کاربرد این محلول‌ها در مهندسی بافت را نشان می‌دهد[10].
• در مطالعه‌ای در Frontiers in Immunology (سال ۲۰۲۲)، پژوهشگران از DPBS، تریپسین و محیط کشت بایووست برای کشت سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی استفاده کردند[11]. انتخاب این برند در پژوهش‌های حساس مرتبط با سلول‌های بنیادی نشان‌دهنده‌ی اعتماد پژوهشگران به کیفیت و سازگاری این محصولات است.

سازگاری با سایر محصولات بایووست

یکی از مزیت‌های مهم محلول‌های PBS و DPBS بایووست، سازگاری کامل آن‌ها با سایر معرف‌های همین برند است که موجب کاهش خطاها و افزایش تکرارپذیری می‌شود:

• FBS بایووست به‌گونه‌ای فرموله شده که بدون ایجاد تغییر در pH یا اسمولاریته، با PBS/DPBS و محیط‌های کشت ترکیب می‌شود.
• تریپسین-EDTA بایووست، به‌ویژه زمانی که همراه DPBS  بدون ⁺Ca²⁺/Mg² استفاده شود، جدا‌سازی سلول‌ها را به‌شکل مؤثر و ایمن انجام می‌دهد، بدون آنکه به غشای سلولی آسیب بزند.
• محیط‌های پایه کشت بایووست (مانند DMEM ،RPMI-1640 یا MEM) از نظر شیمیایی کاملاً با PBS/DPBS این شرکت هماهنگ هستند و از بروز رسوب یا تجزیه مکمل‌ها جلوگیری می‌کنند.

این سازگاری سیستمی باعث می‌شود عملکرد محلول‌ها در انواع پروتکل‌ها و سلول‌ها ثابت و قابل اعتماد باشد؛ موضوعی که در بسیاری از مقالات علمی نیز مورد تأکید قرار گرفته است.

PBS و DPBS ابزارهای حیاتی در کشت سلولی و زیست‌فناوری هستند. محصولات بایووست به دلیل کیفیت بالا، استریلیته و سازگاری با معرف‌های دیگر، انتخابی ایده‌آل برای پژوهشگران هستند. از طریق آریافن‌ورزان، نماینده رسمی بایووست در ایران، این محصولات با پشتیبانی تخصصی و استانداردهای جهانی در دسترس قرار دارند.