Com triar l'amplitud correcta del shaker?
Quina és l'amplitud d'un agitador?
L'amplitud d'un agitador és el diàmetre del palet en moviment circular, de vegades anomenat símbol de "diàmetre d'oscil·lació" o "diàmetre de pista": Ø. Radobio ofereix agitadors estàndard amb amplituds de 3 mm, 25 mm, 26 mm i 50 mm. També hi ha disponibles agitadors personalitzats amb altres mides d'amplitud.
Què és la taxa de transferència d'oxigen (OTR)?
La taxa de transferència d'oxigen (OTR) és l'eficiència amb què l'oxigen es transfereix de l'atmosfera al líquid. Com més alt sigui el valor OTR, més alta serà l'eficiència de transferència d'oxigen.
Efecte de l'amplitud i la velocitat de rotació
Tots dos factors afecten la barreja del medi al matràs de cultiu. Com millor sigui la barreja, millor serà la taxa de transferència d'oxigen (OTR). Seguint aquestes pautes, es pot seleccionar l'amplitud i la velocitat de rotació més adequades.
En general, seleccionar una amplitud de 25 mm o 26 mm es pot utilitzar com a amplitud universal per a totes les aplicacions de cultiu.
Cultius bacterians, de llevats i de fongs:
La transferència d'oxigen en matrassos d'agitació és molt menys eficient que en bioreactors. La transferència d'oxigen pot ser el factor limitant per als cultius en matrassos d'agitació en la majoria dels casos. L'amplitud està relacionada amb la mida dels matrassos cònics: els matrassos més grans utilitzen amplituds més grans.
Recomanació: amplitud de 25 mm per a matrassos cònics de 25 ml a 2000 ml.
Amplitud de 50 mm per a matrassos cònics de 2000 ml a 5000 ml.
Cultiu cel·lular:
* Els cultius de cèl·lules de mamífers tenen unes necessitats d'oxigen relativament baixes.
* Per a matrassos agitadors de 250 ml, es pot proporcionar un subministrament d'oxigen suficient en un rang relativament ampli d'amplituds i velocitats (amplitud de 20-50 mm; 100-300 rpm).
* Per a matrassos de diàmetre més gran (matrassos Fernbach) es recomana una amplitud de 50 mm.
* Si s'utilitzen bosses de cultiu d'un sol ús, es recomana una amplitud de 50 mm.
Plaques de microtitració i de pous profunds:
Per a plaques de microtitració i de pous profunds, hi ha dos mètodes diferents per obtenir la màxima transferència d'oxigen!
* Amplitud de 50 mm a una velocitat no inferior a 250 rpm.
* Utilitzeu una amplitud de 3 mm a 800-1000 rpm.
En molts casos, fins i tot si es tria una amplitud raonable, és possible que no augmenti el volum del biocultiu, perquè l'augment del volum pot estar influenciat per diversos factors. Per exemple, si un o dos dels deu factors no són ideals, l'augment del volum del cultiu serà limitat independentment de la qualitat dels altres factors, o es podria argumentar que l'elecció correcta de l'amplitud comportarà un augment notable a la incubadora si l'únic factor limitant per al volum del cultiu és el subministrament d'oxigen. Per exemple, si la font de carboni és el factor limitant, independentment de la qualitat de la transferència d'oxigen, no s'aconseguirà el volum de cultiu desitjat.
Amplitud i velocitat de rotació
Tant l'amplitud com la velocitat de rotació poden tenir un efecte sobre la transferència d'oxigen. Si els cultius cel·lulars es fan créixer a velocitats de rotació molt baixes (per exemple, 100 rpm), les diferències d'amplitud tenen poc o cap efecte notable sobre la transferència d'oxigen. Per aconseguir la transferència d'oxigen més alta, el primer pas és augmentar la velocitat de rotació tant com sigui possible, i la safata estarà correctament equilibrada per a la velocitat. No totes les cèl·lules poden créixer bé amb oscil·lacions d'alta velocitat, i algunes cèl·lules que són sensibles a les forces de cisallament poden morir a causa de les altes velocitats de rotació.
Altres influències
Altres factors poden afectar la transferència d'oxigen:.
* Volum d'ompliment, els matrassos cònics s'han d'omplir fins a un màxim d'un terç del volum total. Si es vol aconseguir la màxima transferència d'oxigen, ompliu-los fins a un màxim del 10%. No ompliu mai fins al 50%.
* Spoilers: Els spoilers són eficaços per millorar la transferència d'oxigen en tot tipus de cultius. Alguns fabricants recomanen l'ús de matrassos "Ultra High Yield". Els spoilers d'aquests matrassos augmenten la fricció del líquid i és possible que l'agitador no arribi a la velocitat màxima establerta.
Correlació entre amplitud i velocitat
La força centrífuga en un agitador es pot calcular mitjançant la següent equació
FC = rpm2× amplitud
Hi ha una relació lineal entre la força centrífuga i l'amplitud: si s'utilitza una amplitud de 25 mm a una de 50 mm (a la mateixa velocitat), la força centrífuga augmenta per un factor de 2.
Existeix una relació quadrada entre la força centrífuga i la velocitat de rotació.
Si la velocitat s'augmenta per un factor de 2 (mateixa amplitud), la força centrífuga augmenta per un factor de 4. Si la velocitat s'augmenta per un factor de 3, la força centrífuga augmenta per un factor de 9!
Si feu servir una amplitud de 25 mm, incubeu a una velocitat determinada. Si voleu aconseguir la mateixa força centrífuga amb una amplitud de 50 mm, la velocitat de rotació s'ha de calcular com l'arrel quadrada d'1/2, de manera que heu d'utilitzar el 70% de la velocitat de rotació per aconseguir les mateixes condicions d'incubació.
Tingueu en compte que l'anterior és només un mètode teòric per calcular la força centrífuga. Hi ha altres factors que influeixen en aplicacions reals. Aquest mètode de càlcul proporciona valors aproximats per a finalitats operatives.
Data de publicació: 10 de setembre de 2023