¿Cómo elegir la amplitud correcta para una incubadora con agitación?
¿Cuál es la amplitud de un vibrador?
La amplitud de unagitador de incubadoraes el diámetro de la paleta en movimiento circular, a veces llamado “diámetro de oscilación” o “diámetro de pista” símbolo: Ø. Radobio ofrece vibradores estándar con amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm y 50 mm. También se encuentran disponibles vibradores personalizados con otras amplitudes.
¿Qué es la tasa de transferencia de oxígeno (OTR)?
La tasa de transferencia de oxígeno (OTR, por sus siglas en inglés) es la eficiencia con la que el oxígeno se transfiere de la atmósfera al líquido. Cuanto mayor sea el valor de OTR, mayor será la eficiencia de la transferencia de oxígeno.
Efecto de la amplitud y la velocidad de rotación
Ambos factores influyen en la mezcla del medio en el matraz de cultivo. Cuanto mejor sea la mezcla, mayor será la tasa de transferencia de oxígeno (TTO). Siguiendo estas pautas, se pueden seleccionar la amplitud y la velocidad de rotación más adecuadas.
En general, seleccionar una amplitud de 25 mm o 26 mm puede utilizarse como amplitud universal para todas las aplicaciones de cultivo celular.
Cultivos bacterianos, de levaduras y de hongos:
La transferencia de oxígeno en matraces de agitación es mucho menos eficiente que en biorreactores. En la mayoría de los casos, la transferencia de oxígeno puede ser el factor limitante para los cultivos en matraces de agitación. La amplitud está relacionada con el tamaño de los matraces cónicos: los matraces más grandes requieren mayores amplitudes.
Recomendación: Amplitud de 25 mm para matraces cónicos de 25 ml a 2000 ml.
Amplitud de 50 mm para matraces cónicos de 2000 ml a 5000 ml.
Cultivo celular:
* Los cultivos de células de mamíferos tienen un requerimiento de oxígeno relativamente bajo.
* Para matraces agitadores de 250 ml, se puede proporcionar un suministro de oxígeno suficiente en un rango relativamente amplio de amplitudes y velocidades (amplitud de 20-50 mm; 100-300 rpm).
* Para matraces de mayor diámetro (matraces Fernbach) se recomienda una amplitud de 50 mm.
* Si se utilizan bolsas de cultivo desechables, se recomienda una amplitud de 50 mm.
Placas de microtitulación y de pocillos profundos:
Para las placas de microtitulación y de pocillos profundos existen dos métodos diferentes para obtener la máxima transferencia de oxígeno.
* Amplitud de 50 mm a una velocidad no inferior a 250 rpm.
* Utilice una amplitud de 3 mm a 800-1000 rpm.
En muchos casos, incluso si se elige una amplitud razonable, es posible que no aumente el volumen del biocultivo, ya que este puede verse influenciado por diversos factores. Por ejemplo, si uno o dos de los diez factores no son óptimos, el aumento del volumen de cultivo será limitado, independientemente de la calidad de los demás factores. Asimismo, se podría argumentar que la elección correcta de la amplitud dará como resultado un aumento notable en la incubadora si el único factor limitante para el volumen de cultivo es el suministro de oxígeno. Por ejemplo, si la fuente de carbono es el factor limitante, por muy buena que sea la transferencia de oxígeno, no se alcanzará el volumen de cultivo deseado.
Amplitud y velocidad de rotación
Tanto la amplitud como la velocidad de rotación pueden afectar la transferencia de oxígeno. Si los cultivos celulares se realizan a velocidades de rotación muy bajas (por ejemplo, 100 rpm), las diferencias de amplitud tienen poco o ningún efecto perceptible en la transferencia de oxígeno. Para lograr la máxima transferencia de oxígeno, el primer paso es aumentar la velocidad de rotación lo máximo posible, de modo que la bandeja quede correctamente equilibrada. No todas las células se desarrollan bien con oscilaciones de alta velocidad, y algunas células sensibles a las fuerzas de cizallamiento pueden morir a altas velocidades de rotación.
Otras influencias
Otros factores pueden afectar la transferencia de oxígeno:
* Para el llenado, los matraces cónicos no deben llenarse hasta más de un tercio de su volumen total. Si se desea lograr la máxima transferencia de oxígeno, llénelos hasta un máximo del 10 %. Nunca los llene hasta el 50 %.
* Desviadores: Los desviadores son eficaces para mejorar la transferencia de oxígeno en todo tipo de cultivos. Algunos fabricantes recomiendan el uso de matraces de "ultra alto rendimiento". Los desviadores de estos matraces aumentan la fricción del líquido y es posible que el agitador no alcance la velocidad máxima establecida.
Correlación entre amplitud y velocidad
La fuerza centrífuga en un agitador se puede calcular utilizando la siguiente ecuación.
FC = rpm2× amplitud
Existe una relación lineal entre la fuerza centrífuga y la amplitud: si se utiliza una amplitud de 25 mm en lugar de una de 50 mm (a la misma velocidad), la fuerza centrífuga aumenta en un factor de 2.
Existe una relación cuadrática entre la fuerza centrífuga y la velocidad de rotación.
Si la velocidad se incrementa en un factor de 2 (misma amplitud), la fuerza centrífuga se incrementa en un factor de 4. Si la velocidad se incrementa en un factor de 3, la fuerza centrífuga se incrementa en un factor de 9.
Si utiliza una amplitud de 25 mm, incube a una velocidad determinada. Si desea lograr la misma fuerza centrífuga con una amplitud de 50 mm, la velocidad de rotación debe calcularse como la raíz cuadrada de 1/2, por lo que deberá utilizar el 70 % de la velocidad de rotación para lograr las mismas condiciones de incubación.
Tenga en cuenta que lo anterior es solo un método teórico para calcular la fuerza centrífuga. En aplicaciones reales, existen otros factores que influyen. Este método de cálculo proporciona valores aproximados para fines operativos.
Fecha de publicación: 3 de enero de 2024