By 元利科學應用部 蔡博全

在活細胞長時間顯微影像紀錄的過程中，許多因素皆會影響實驗的成功率，其中以環境因素最難掌控，常因此得到無用的數據結果。若要在實驗過程中保持細胞活性，必須維持正確且穩定的溼度比例、溫度控制以及氣體濃度，尤其在顯微螢光的紀錄過程中，細胞遭遇長時間能量照射後，會因為活性氧物質的生成而受損，因此更需要維持適宜的生存環境。

保持高濕度

細胞培養過程中，需要維持高濕度環境，避免培養液蒸發造成鹽類濃度差異。若把細胞置放在顯微鏡上觀測，此時培養液體積相對更少，更加容易發生培養液乾掉的窘境。而且在執行長時間紀錄的過程中，無法取出樣本以補充培養液。面對這種情況可使用「培養液灌流系統」，除了能維持濕度比例，也能在實驗過程中同步給予測試藥物。在整個灌流過程中，完全不必移動樣本位置，對於活細胞長時間顯微觀察是最佳的溼度維持方式。

控制溫度

在一般的細胞培養中，需維持環境溫度37℃；然而有越來越多的實驗需要提高或降低溫度，以觀察熱休克蛋白或低溫環境對細胞的影響。我們可以利用加熱器或冰水循環調控溫度，並藉由感知器隨時監測當下的細胞環境溫度，以便即時調整。
實驗過程中，不只需要控制細胞培養環境的溫度，顯微鏡平台也會因為電流產生的熱能與空間溫度變化而造成些許的金屬膨脹差異。此時，可以透過艙罩式控溫平台包覆住顯微鏡,來維持溫度的穩定，同時兼顧螢光觀察過程中的避光需求。

調控氣體濃度

許多人在首次進行活細胞長時間顯微影像觀察的時候，都犯了同樣的錯誤：將細胞暴露在100％高濃度的二氧化碳環境中，導致細胞死亡。最簡單的解決方式是使用已經預混完成的5％二氧化碳鋼瓶，然而，我們如何確認二氧化碳濃度是否真的維持在5％呢？
面對這種情況，我們可以藉由觀察氣體混合控制盒內感知器所提供的數值，隨時監控各類氣體濃度，並且能準確且穩定調控低氧或高氧環境。在整個長時間顯微影像紀錄的過程中，這些氣體濃度的數值調整均可透過遠端操控，於平板或智慧型手機介面完成操作。