Jak vybrat správnou amplitudu třepačky?
Jaká je amplituda vibrací třepačky?
Amplituda vibračního mechanismu je průměr palety v kruhovém pohybu, někdy označovaný jako „průměr kmitání“ nebo „průměr dráhy“: Ø. Společnost Radobio nabízí standardní vibrační mechanismy s amplitudou 3 mm, 25 mm, 26 mm a 50 mm. K dispozici jsou také vibrační mechanismy na míru s jinými velikostmi amplitudy.
Co je rychlost přenosu kyslíku (OTR)?
Rychlost přenosu kyslíku (OTR) je účinnost, s jakou se kyslík přenáší z atmosféry do kapaliny. Čím vyšší je hodnota OTR, tím vyšší je účinnost přenosu kyslíku.
Vliv amplitudy a rychlosti otáčení
Oba tyto faktory ovlivňují míchání média v kultivační baňce. Čím lepší je míchání, tím lepší je rychlost přenosu kyslíku (OTR). Podle těchto pokynů lze zvolit nejvhodnější amplitudu a rychlost otáčení.
Obecně lze výběr amplitudy 25 mm nebo 26 mm použít jako univerzální amplitudu pro všechny kultivační aplikace.
Bakteriální, kvasinkové a plísňové kultury:
Přenos kyslíku v třepačkách je mnohem méně účinný než v bioreaktorech. Přenos kyslíku může být ve většině případů limitujícím faktorem pro kultivace v třepačkách. Amplituda souvisí s velikostí kuželových baněk: větší baňky používají větší amplitudy.
Doporučení: Amplituda 25 mm pro kuželové baňky od 25 ml do 2000 ml.
Amplituda 50 mm pro kuželové baňky od 2000 ml do 5000 ml.
Buněčná kultura:
* Savčí buněčné kultury mají relativně nízkou potřebu kyslíku.
* U třepacích baněk o objemu 250 ml lze zajistit dostatečný přívod kyslíku v relativně širokém rozsahu amplitud a rychlostí (amplituda 20–50 mm; 100–300 ot./min.).
* Pro baňky s větším průměrem (Fernbachovy baňky) se doporučuje amplituda 50 mm.
* Pokud se používají jednorázové kultivační sáčky, doporučuje se amplituda 50 mm.
Mikrotitrační a hlubokojamkové destičky:
Pro mikrotitrační a hlubokojamkové destičky existují dvě různé metody pro dosažení maximálního přenosu kyslíku!
* Amplituda 50 mm při rychlosti nejméně 250 ot/min.
* Používejte amplitudu 3 mm při 800–1000 ot./min.
V mnoha případech, i když je zvolena rozumná amplituda, nemusí to zvýšit objem biokultury, protože zvýšení objemu může být ovlivněno několika faktory. Například pokud jeden nebo dva z deseti faktorů nejsou ideální, pak bude zvýšení objemu kultury omezené bez ohledu na to, jak dobré jsou ostatní faktory, nebo by se dalo tvrdit, že správná volba amplitudy povede k znatelnému zvýšení inkubátoru, pokud je jediným omezujícím faktorem objemu kultury přívod kyslíku. Například pokud je omezujícím faktorem zdroj uhlíku, bez ohledu na to, jak dobrý je přenos kyslíku, požadovaného objemu kultury nebude dosaženo.
Amplituda a rychlost otáčení
Na přenos kyslíku může mít vliv jak amplituda, tak i rychlost otáčení. Pokud se buněčné kultury pěstují při velmi nízkých rychlostech otáčení (např. 100 ot/min), rozdíly v amplitudě mají malý nebo žádný znatelný vliv na přenos kyslíku. Pro dosažení nejvyššího přenosu kyslíku je prvním krokem co nejvíce zvýšit rychlost otáčení, aby byla miska správně vyvážena z hlediska rychlosti. Ne všechny buňky mohou dobře růst při vysokorychlostních oscilacích a některé buňky, které jsou citlivé na smykové síly, mohou v důsledku vysokých rychlostí otáčení odumřít.
Další vlivy
Na přenos kyslíku mohou mít vliv i další faktory:.
* Objem plnění, Erlenmeyerovy baňky by se měly naplnit maximálně do jedné třetiny celkového objemu. Pokud má být dosaženo maximálního přenosu kyslíku, naplňte je maximálně do 10 %. Nikdy neplňte na 50 %.
* Spoilery: Spoilery účinně zlepšují přenos kyslíku ve všech typech kultur. Někteří výrobci doporučují použití baněk s „ultra vysokým výtěžkem“. Spoilery na těchto baňkách zvyšují tření kapaliny a třepačka nemusí dosáhnout maximální nastavené rychlosti.
Korelace mezi amplitudou a rychlostí
Odstředivou sílu v třepačce lze vypočítat pomocí následující rovnice
FC = ot./min2× amplituda
Mezi odstředivou silou a amplitudou existuje lineární vztah: pokud použijete amplitudu 25 mm až 50 mm (při stejné rychlosti), odstředivá síla se zvýší dvojnásobně.
Mezi odstředivou silou a rychlostí otáčení existuje kvadratický vztah.
Pokud se rychlost zvýší faktor 2 (stejná amplituda), odstředivá síla se zvýší faktor 4. Pokud se rychlost zvýší faktor 3, odstředivá síla se zvýší faktor 9!
Pokud používáte amplitudu 25 mm, inkubujte při dané rychlosti. Pokud chcete dosáhnout stejné odstředivé síly s amplitudou 50 mm, měla by se rychlost otáčení vypočítat jako druhá odmocnina z 1/2, takže k dosažení stejných inkubačních podmínek byste měli použít 70 % rychlosti otáčení.
Vezměte prosím na vědomí, že výše uvedený postup je pouze teoretickým způsobem výpočtu odstředivé síly. V reálných aplikacích existují i další ovlivňující faktory. Tato metoda výpočtu poskytuje přibližné hodnoty pro provozní účely.
Čas zveřejnění: 3. ledna 2024