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Come scegliere l'ampiezza corretta dello shaker?
Qual è l'ampiezza di uno shaker?
L'ampiezza di uno shaker è il diametro del pallet in movimento circolare, a volte chiamato simbolo del "diametro dell'oscillazione" o "diametro della traccia": Ø. Radobio offre agitatori standard con ampiezze di 3 mm, 25 mm, 26 mm e 50 mm,. Sono inoltre disponibili shaker personalizzati con altre dimensioni di ampiezza.
Cos'è la velocità di trasferimento di ossigeno (OTR)?
La velocità di trasferimento di ossigeno (OTR) è l'efficienza dell'ossigeno viene trasferita dall'atmosfera al liquido. Maggiore è il valore OTR significa maggiore l'efficienza di trasferimento dell'ossigeno.
Effetto dell'ampiezza e della velocità di rotazione
Entrambi questi fattori influenzano la miscelazione del mezzo nel pallone di coltura. Migliore è la miscelazione, migliore è la velocità di trasferimento dell'ossigeno (OTR). Seguendo queste linee guida, è possibile selezionare l'ampiezza e la velocità di rotazione più adatte.
In generale, la selezione di un'ampiezza da 25 mm o 26 mm può essere utilizzata come ampiezza universale per tutte le applicazioni di coltura.
Culture batteriche, lieviti e fungini:
Il trasferimento di ossigeno nelle boccette di shake è molto meno efficiente rispetto ai bioreattori. La maggior parte dei casi il trasferimento di ossigeno può essere il fattore limitante per le colture di matracci. L'ampiezza è correlata alla dimensione delle boccette coniche: le boccette più grandi utilizzano ampiezze più grandi.
Raccomandazione: ampiezza da 25 mm per boccette coniche da 25 ml a 2000 ml.
Ampiezza di 50 mm per boccette coniche da 2000 ml a 5000 ml.
Cultura cellulare:
* La coltura cellulare dei mammiferi ha un requisito di ossigeno relativamente basso.
* Per boccette da shaker da 250 ml, è possibile fornire una consegna di ossigeno sufficiente su una gamma relativamente ampia di ampiezze e velocità (ampiezza di 20-50 mm; 100-300 giri / min).
* Per boccette di diametro maggiore (boccette Fernbach) si consiglia un'ampiezza di 50 mm.
* Se vengono utilizzati sacchetti di coltura usa e getta, si consiglia l'ampiezza di 50 mm.
Piastre di microtitoli e pozzo profondi:
Per le piastre di microtitoli e pozzo profonde ci sono due diversi metodi per ottenere il massimo trasferimento di ossigeno!
* Ampiezza da 50 mm ad una velocità non inferiore a 250 giri / min.
* Utilizzare l'ampiezza da 3 mm a 800-1000 giri / min.
In molti casi, anche se viene scelta un'ampiezza ragionevole, potrebbe non aumentare il volume di biocoltura, poiché l'aumento del volume può essere influenzato da diversi fattori. Ad esempio, se uno o due dei dieci fattori non sono ideali, l'aumento del volume della coltura sarà limitato, non importa quanto siano buoni gli altri fattori, o si potrebbe sostenere che la scelta corretta di ampiezza comporterà un notevole aumento dell'incubatrice se l'unico fattore limitante per il volume della coltura è l'erogazione di ossigeno. Ad esempio, se la fonte di carbonio è il fattore limitante, non importa quanto sia buono il trasferimento di ossigeno, il volume della coltura desiderato non sarà raggiunto.
Ampiezza e velocità di rotazione
Sia l'ampiezza che la velocità di rotazione possono avere un effetto sul trasferimento di ossigeno. Se le colture cellulari vengono coltivate a velocità di rotazione molto basse (ad es. 100 giri / min), le differenze di ampiezza hanno un effetto scarso o nullo sul trasferimento di ossigeno. Per ottenere il più alto trasferimento di ossigeno, il primo passo è aumentare il più possibile la velocità di rotazione e il vassoio sarà adeguatamente bilanciato per la velocità. Non tutte le cellule possono crescere bene con oscillazioni ad alta velocità e alcune cellule che sono sensibili alle forze di taglio possono morire a velocità di rotazione elevate.
Altre influenze
Altri fattori possono avere un effetto sul trasferimento di ossigeno:.
* Volume di riempimento, le boccette coniche devono essere riempite non più di un terzo del volume totale. Se si deve ottenere il massimo trasferimento di ossigeno, riempire a non più del 10%. Non riempire mai al 50%.
* Spoiler: gli spoiler sono efficaci nel migliorare il trasferimento di ossigeno in tutti i tipi di culture. Alcuni produttori raccomandano l'uso di boccette di "ultra elevata". Gli spoiler su queste boccette aumentano l'attrito liquido e lo shaker potrebbe non raggiungere la massima velocità impostata.
Correlazione tra ampiezza e velocità
La forza centrifuga in uno shaker può essere calcolata usando la seguente equazione
Fc = rpm2× ampiezza
Esiste una relazione lineare tra forza centrifuga e ampiezza: se si utilizza un'ampiezza da 25 mm a un'ampiezza di 50 mm (alla stessa velocità), la forza centrifuga aumenta di un fattore 2.
Esiste una relazione quadrata tra la forza centrifuga e la velocità di rotazione.
Se la velocità viene aumentata di un fattore 2 (stessa ampiezza), la forza centrifuga aumenta di un fattore 4. Se la velocità viene aumentata di un fattore 3, la forza centrifuga aumenta di un fattore 9!
Se si utilizza un'ampiezza di 25 mm, incubare a una determinata velocità. Se si desidera ottenere la stessa forza centrifuga con un'ampiezza di 50 mm, la velocità di rotazione dovrebbe essere calcolata come radice quadrata di 1/2, quindi è necessario utilizzare il 70% della velocità di rotazione per raggiungere le stesse condizioni di incubazione.
Si prega di notare che quanto sopra è solo un metodo teorico di calcolo della forza centrifuga. Ci sono altri fattori di influenza nelle applicazioni reali. Questo metodo di calcolo fornisce valori approssimativi a fini operativi.
Tempo post: settembre-10-2023