Как да изберем правилната амплитуда на шейкъра?
Каква е амплитудата на един шейкър?
Амплитудата на вибратора е диаметърът на палета в кръгово движение, понякога наричан символ „диаметър на трептене“ или „диаметър на релсата“: Ø. Radobio предлага стандартни вибратори с амплитуди от 3 мм, 25 мм, 26 мм и 50 мм. Предлагат се и персонализирани вибратори с други размери на амплитудата.
Какво е скорост на пренос на кислород (OTR)?
Скоростта на пренос на кислород (OTR) е ефективността на преноса на кислород от атмосферата към течността. Колкото по-висока е стойността на OTR, толкова по-висока е ефективността на преноса на кислород.
Влияние на амплитудата и скоростта на въртене
И двата фактора влияят върху смесването на средата в колбата за култивиране. Колкото по-добро е смесването, толкова по-добра е скоростта на пренос на кислород (OTR). Следвайки тези насоки, може да се избере най-подходящата амплитуда и скорост на въртене.
Като цяло, изборът на амплитуда от 25 мм или 26 мм може да се използва като универсална амплитуда за всички приложения на култивиране.
Бактериални, дрождеви и гъбични култури:
Преносът на кислород в колби за разклащане е много по-неефективен, отколкото в биореактори. Преносът на кислород може да е ограничаващ фактор за културите в колби за разклащане в повечето случаи. Амплитудата е свързана с размера на коничните колби: по-големите колби използват по-големи амплитуди.
Препоръка: амплитуда 25 мм за конични колби от 25 мл до 2000 мл.
Амплитуда от 50 mm за конични колби от 2000 ml до 5000 ml.
Клетъчна култура:
* Клетъчните култури от бозайници имат относително ниска нужда от кислород.
* За шейкърни колби с обем 250 мл, достатъчно подаване на кислород може да се осигури в относително широк диапазон от амплитуди и скорости (амплитуда 20-50 мм; 100-300 об/мин).
* За колби с по-голям диаметър (фернбахови колби) се препоръчва амплитуда от 50 mm.
* Ако се използват торбички за еднократна употреба, се препоръчва амплитуда от 50 мм.
Микротитърни и дълбокоямкови плаки:
За микротитърни и дълбокоямкови плаки има два различни метода за постигане на максимален пренос на кислород!
* Амплитуда 50 мм при скорост не по-малка от 250 об/мин.
* Използвайте амплитуда от 3 мм при 800-1000 об/мин.
В много случаи, дори ако се избере разумна амплитуда, тя може да не увеличи обема на биокултурата, тъй като увеличаването на обема може да бъде повлияно от няколко фактора. Например, ако един или два от десетте фактора не са идеални, тогава увеличаването на обема на културата ще бъде ограничено, независимо колко добри са другите фактори, или може да се твърди, че правилният избор на амплитуда ще доведе до забележимо увеличение в инкубатора, ако единственият ограничаващ фактор за обема на културата е доставянето на кислород. Например, ако източникът на въглерод е ограничаващият фактор, независимо колко добър е преносът на кислород, желаният обем на културата няма да бъде постигнат.
Амплитуда и скорост на въртене
Както амплитудата, така и скоростта на въртене могат да окажат влияние върху преноса на кислород. Ако клетъчните култури се отглеждат при много ниски скорости на въртене (напр. 100 оборота в минута), разликите в амплитудата имат малък или никакъв забележим ефект върху преноса на кислород. За да се постигне най-висок пренос на кислород, първата стъпка е да се увеличи скоростта на въртене колкото е възможно повече и тавата ще бъде правилно балансирана за скорост. Не всички клетки могат да растат добре при високоскоростни трептения, а някои клетки, които са чувствителни към сили на срязване, могат да умрат от високи скорости на въртене.
Други влияния
Други фактори могат да окажат влияние върху преноса на кислород:.
* Обем на пълнене, коничните колби трябва да се пълнят до не повече от една трета от общия обем. За да се постигне максимален пренос на кислород, пълнете до не повече от 10%. Никога не пълнете до 50%.
* Спойлери: Спойлерите са ефективни за подобряване на преноса на кислород във всички видове култури. Някои производители препоръчват използването на колби с „ултра висок добив“. Спойлерите на тези колби увеличават триенето на течността и клатачната машина може да не достигне максималната зададена скорост.
Корелация между амплитуда и скорост
Центробежната сила в шейкър може да се изчисли с помощта на следното уравнение
FC = обороти в минута2× амплитуда
Съществува линейна зависимост между центробежната сила и амплитудата: ако използвате амплитуда от 25 mm до амплитуда от 50 mm (при същата скорост), центробежната сила се увеличава с коефициент 2.
Съществува квадратична зависимост между центробежната сила и скоростта на въртене.
Ако скоростта се увеличи с коефициент 2 (същата амплитуда), центробежната сила се увеличава с коефициент 4. Ако скоростта се увеличи с коефициент 3, центробежната сила се увеличава с коефициент 9!
Ако използвате амплитуда от 25 mm, инкубирайте при дадена скорост. Ако желаете да постигнете същата центробежна сила с амплитуда от 50 mm, скоростта на въртене трябва да се изчисли като корен квадратен от 1/2, така че трябва да използвате 70% от скоростта на въртене, за да постигнете същите условия на инкубация.
Моля, обърнете внимание, че горното е само теоретичен метод за изчисляване на центробежната сила. В реални приложения има и други влияещи фактори. Този метод на изчисление дава приблизителни стойности за оперативни цели.
Време на публикуване: 10 септември 2023 г.