Como elixir a amplitude correcta do axitador?
Cal é a amplitude dun axitador?
A amplitude dun axitador é o diámetro do palé en movemento circular, ás veces chamado símbolo de "diámetro de oscilación" ou "diámetro da pista": Ø. Radobio ofrece axitadores estándar con amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm e 50 mm. Tamén hai dispoñibles axitadores personalizados con outros tamaños de amplitude.
Que é a taxa de transferencia de osíxeno (OTR)?
A taxa de transferencia de osíxeno (OTR) é a eficiencia coa que o osíxeno se transfere da atmosfera ao líquido. Canto maior sexa o valor da OTR, maior será a eficiencia da transferencia de osíxeno.
Efecto da amplitude e da velocidade de rotación
Ambos factores afectan á mestura do medio no matraz de cultivo. Canto mellor sexa a mestura, mellor será a taxa de transferencia de osíxeno (OTR). Seguindo estas pautas, pódense seleccionar a amplitude e a velocidade de rotación máis axeitadas.
En xeral, a selección dunha amplitude de 25 mm ou 26 mm pódese usar como amplitude universal para todas as aplicacións de cultivo.
Cultivos bacterianos, de lévedos e de fungos:
A transferencia de osíxeno en matraces de axitación é moito menos eficiente que nos biorreactores. A transferencia de osíxeno pode ser o factor limitante para os cultivos en matraces de axitación na maioría dos casos. A amplitude está relacionada co tamaño dos matraces cónicos: os matraces máis grandes usan amplitudes maiores.
Recomendación: amplitude de 25 mm para matraces cónicos de 25 ml a 2000 ml.
Amplitude de 50 mm para matraces cónicos de 2000 ml a 5000 ml.
Cultivo celular:
* Os cultivos de células de mamíferos teñen unhas necesidades de osíxeno relativamente baixas.
* Para matraces axitadores de 250 ml, pódese proporcionar unha subministración suficiente de osíxeno nun rango relativamente amplo de amplitudes e velocidades (amplitude de 20-50 mm; 100-300 rpm).
* Para matraces de maior diámetro (matraces Fernbach) recoméndase unha amplitude de 50 mm.
* Se se usan bolsas de cultivo desbotables, recoméndase unha amplitude de 50 mm.
Placas de microtitulación e de pozos profundos:
Para placas de microtitulación e de pozos profundos, existen dous métodos diferentes para obter a máxima transferencia de osíxeno.
* Amplitude de 50 mm a unha velocidade non inferior a 250 rpm.
* Use unha amplitude de 3 mm a 800-1000 rpm.
En moitos casos, mesmo escollendo unha amplitude razoable, pode que non aumente o volume do biocultivo, porque o aumento do volume pode estar influenciado por varios factores. Por exemplo, se un ou dous dos dez factores non son ideais, o aumento do volume do cultivo estará limitado independentemente do bos que sexan os outros factores, ou podería argumentarse que a elección correcta da amplitude resultará nun aumento notable na incubadora se o único factor limitante para o volume do cultivo é o subministro de osíxeno. Por exemplo, se a fonte de carbono é o factor limitante, independentemente do boa que sexa a transferencia de osíxeno, non se conseguirá o volume de cultivo desexado.
Amplitude e velocidade de rotación
Tanto a amplitude como a velocidade de rotación poden ter un efecto na transferencia de osíxeno. Se os cultivos celulares se cultivan a velocidades de rotación moi baixas (por exemplo, 100 rpm), as diferenzas de amplitude teñen pouco ou ningún efecto perceptible na transferencia de osíxeno. Para conseguir a maior transferencia de osíxeno, o primeiro paso é aumentar a velocidade de rotación tanto como sexa posible, e a bandexa estará correctamente equilibrada en canto á velocidade. Non todas as células poden crecer ben con oscilacións de alta velocidade, e algunhas células que son sensibles ás forzas de cizallamento poden morrer por altas velocidades de rotación.
Outras influencias
Outros factores poden afectar á transferencia de osíxeno:.
* Volume de recheo: os matraces cónicos non deben encherse máis dun terzo do volume total. Se se quere conseguir a máxima transferencia de osíxeno, non debe encherse máis do 10 %. Nunca encherse ata o 50 %.
* Spoilers: Os spoilers son eficaces para mellorar a transferencia de osíxeno en todo tipo de cultivos. Algúns fabricantes recomendan o uso de frascos de "ultra alto rendemento". Os spoilers destes frascos aumentan a fricción do líquido e o axitador pode non alcanzar a velocidade máxima establecida.
Correlación entre amplitude e velocidade
A forza centrífuga nun axitador pódese calcular usando a seguinte ecuación
FC = rpm2× amplitude
Existe unha relación lineal entre a forza centrífuga e a amplitude: se se usa unha amplitude de 25 mm a unha de 50 mm (á mesma velocidade), a forza centrífuga aumenta nun factor de 2.
Existe unha relación cadrada entre a forza centrífuga e a velocidade de rotación.
Se a velocidade se incrementa nun factor de 2 (mesma amplitude), a forza centrífuga aumenta nun factor de 4. Se a velocidade se incrementa nun factor de 3, a forza centrífuga aumenta nun factor de 9!
Se empregas unha amplitude de 25 mm, incuba a unha velocidade determinada. Se queres conseguir a mesma forza centrífuga cunha amplitude de 50 mm, a velocidade de rotación debe calcularse como a raíz cadrada de 1/2, polo que debes usar o 70 % da velocidade de rotación para conseguir as mesmas condicións de incubación.
Teña en conta que o anterior é só un método teórico para calcular a forza centrífuga. Existen outros factores que inflúen nas aplicacións reais. Este método de cálculo proporciona valores aproximados para fins operativos.
Data de publicación: 03-01-2024