Hvordan vælger man den korrekte shakeramplitude?
Hvad er amplituden af en ryster?
Amplituden af en ryster er diameteren af pallen i cirkulær bevægelse, undertiden kaldet symbolet for "oscillationsdiameter" eller "spordiameter": Ø. Radobio tilbyder standardrystere med amplituder på 3 mm, 25 mm, 26 mm og 50 mm. Tilpassede rystere med andre amplitudestørrelser er også tilgængelige.
Hvad er iltoverførselshastighed (OTR)?
Oxygenoverførselshastigheden (OTR) er effektiviteten af iltoverførsel fra atmosfæren til væsken. Jo højere OTR-værdien er, desto højere er iltoverførselseffektiviteten.
Effekt af amplitude og rotationshastighed
Begge disse faktorer påvirker blandingen af mediet i kulturkolben. Jo bedre blanding, desto bedre er iltoverførselshastigheden (OTR). Ved at følge disse retningslinjer kan den mest passende amplitude og rotationshastighed vælges.
Generelt kan valg af en amplitude på 25 mm eller 26 mm bruges som en universel amplitude til alle kulturapplikationer.
Bakterie-, gær- og svampekulturer:
Iltoverførsel i rystekolber er meget mindre effektiv end i bioreaktorer. Iltoverførsel kan i de fleste tilfælde være den begrænsende faktor for rystekolbekulturer. Amplituden er relateret til størrelsen af de koniske kolber: større kolber bruger større amplituder.
Anbefaling: 25 mm amplitude til koniske kolber fra 25 ml til 2000 ml.
50 mm amplitude til koniske kolber fra 2000 ml til 5000 ml.
Cellekultur:
* Pattedyrscellekulturer har et relativt lavt iltbehov.
* For 250 ml rystekolber kan der opnås tilstrækkelig ilttilførsel over et relativt bredt område af amplituder og hastigheder (20-50 mm amplitude; 100-300 o/min).
* For kolber med større diameter (Fernbach-kolber) anbefales en amplitude på 50 mm.
* Hvis der anvendes engangsdyrkningsposer, anbefales en amplitude på 50 mm.
Mikrotiter- og dybbrøndsplader:
For mikrotiter- og dybbrøndsplader er der to forskellige metoder til at opnå maksimal iltoverførsel!
* 50 mm amplitude ved en hastighed på ikke mindre end 250 o/min.
* Brug en amplitude på 3 mm ved 800-1000 o/min.
I mange tilfælde, selv hvis en rimelig amplitude vælges, øges biokulturvolumenet muligvis ikke, fordi stigningen i volumen kan påvirkes af flere faktorer. Hvis for eksempel en eller to af de ti faktorer ikke er ideelle, vil stigningen i kulturvolumen være begrænset uanset hvor gode de andre faktorer er, eller man kan argumentere for, at det korrekte valg af amplitude vil resultere i en mærkbar stigning i inkubatoren, hvis den eneste begrænsende faktor for kulturvolumen er ilttilførsel. Hvis for eksempel kulstofkilden er den begrænsende faktor, vil det ønskede kulturvolumen ikke blive opnået uanset hvor god iltoverførslen er.
Amplitude og rotationshastighed
Både amplitude og rotationshastighed kan have en effekt på iltoverførslen. Hvis cellekulturer dyrkes ved meget lave rotationshastigheder (f.eks. 100 o/min), har forskelle i amplitude ringe eller ingen mærkbar effekt på iltoverførslen. For at opnå den højeste iltoverførsel er det første skridt at øge rotationshastigheden så meget som muligt, og bakken vil være korrekt afbalanceret i forhold til hastighed. Ikke alle celler kan vokse godt med svingninger ved høj hastighed, og nogle celler, der er følsomme over for forskydningskræfter, kan dø af høje rotationshastigheder.
Andre påvirkninger
Andre faktorer kan have en effekt på iltoverførslen:.
* Fyldningsvolumen, koniske kolber bør fyldes til højst en tredjedel af det samlede volumen. Hvis maksimal iltoverførsel skal opnås, må de fyldes til højst 10%. Fyld aldrig til 50%.
* Spoilere: Spoilere er effektive til at forbedre iltoverførslen i alle typer kulturer. Nogle producenter anbefaler brugen af "Ultra High Yield"-kolber. Spoilerne på disse kolber øger væskefriktionen, og rysteapparatet når muligvis ikke den maksimalt indstillede hastighed.
Korrelation mellem amplitude og hastighed
Centrifugalkraften i en rystemaskine kan beregnes ved hjælp af følgende ligning
FC = omdrejninger i minuttet2× amplitude
Der er en lineær sammenhæng mellem centrifugalkraft og amplitude: hvis man bruger en amplitude på 25 mm til en amplitude på 50 mm (ved samme hastighed), øges centrifugalkraften med en faktor 2.
Der er et kvadratisk forhold mellem centrifugalkraft og rotationshastighed.
Hvis hastigheden øges med en faktor 2 (samme amplitude), øges centrifugalkraften med en faktor 4. Hvis hastigheden øges med en faktor 3, øges centrifugalkraften med en faktor 9!
Hvis du bruger en amplitude på 25 mm, skal du inkubere ved en given hastighed. Hvis du ønsker at opnå den samme centrifugalkraft med en amplitude på 50 mm, skal rotationshastigheden beregnes som kvadratroden af 1/2, så du skal bruge 70% af rotationshastigheden for at opnå de samme inkubationsbetingelser.
Bemærk venligst, at ovenstående kun er en teoretisk metode til beregning af centrifugalkraft. Der er andre påvirkningsfaktorer i virkelige anvendelser. Denne beregningsmetode giver omtrentlige værdier til driftsmæssige formål.
Opslagstidspunkt: 10. september 2023