Come scegliere l'ampiezza corretta per un incubatore a scuotimento?
Qual è l'ampiezza di un vibratore?
L'ampiezza di unagitatore incubatoreIl diametro del pallet in movimento circolare, talvolta chiamato "diametro di oscillazione" o "diametro della pista", è indicato con il simbolo Ø. Radobio offre vibratori standard con ampiezze di 3 mm, 25 mm, 26 mm e 50 mm. Sono disponibili anche vibratori personalizzati con altre ampiezze.
Che cos'è il tasso di trasferimento dell'ossigeno (OTR)?
Il tasso di trasferimento dell'ossigeno (OTR) indica l'efficienza con cui l'ossigeno viene trasferito dall'atmosfera al liquido. Un valore di OTR più elevato indica una maggiore efficienza nel trasferimento dell'ossigeno.
Effetto dell'ampiezza e della velocità di rotazione
Entrambi questi fattori influenzano la miscelazione del terreno di coltura nella fiasca. Migliore è la miscelazione, migliore sarà il tasso di trasferimento dell'ossigeno (OTR). Seguendo queste linee guida, è possibile selezionare l'ampiezza e la velocità di rotazione più adatte.
In generale, la scelta di un'ampiezza di 25 mm o 26 mm può essere utilizzata come ampiezza universale per tutte le applicazioni di coltura.
Colture batteriche, di lievito e di funghi:
Il trasferimento di ossigeno nelle beute agitate è molto meno efficiente rispetto ai bioreattori. Il trasferimento di ossigeno può rappresentare il fattore limitante per le colture in beute agitate nella maggior parte dei casi. L'ampiezza è correlata alle dimensioni delle beute coniche: beute più grandi richiedono ampiezze maggiori.
Raccomandazione: ampiezza di 25 mm per beute coniche da 25 ml a 2000 ml.
Ampiezza di 50 mm per beute coniche da 2000 ml a 5000 ml.
Coltura cellulare:
* Le colture di cellule di mammifero hanno un fabbisogno di ossigeno relativamente basso.
* Per le fiasche agitatrici da 250 ml, è possibile fornire un apporto di ossigeno sufficiente in un intervallo relativamente ampio di ampiezze e velocità (ampiezza 20-50 mm; 100-300 giri/min).
* Per palloni di diametro maggiore (palloni di Fernbach) si consiglia un'ampiezza di 50 mm.
* Se si utilizzano sacchetti di coltura monouso, si consiglia un'ampiezza di 50 mm.
Piastre per microtitolazione e piastre a pozzetti profondi:
Per le piastre a micropozzetti e a pozzetti profondi esistono due metodi diversi per ottenere il massimo trasferimento di ossigeno!
* Ampiezza di 50 mm a una velocità non inferiore a 250 giri/min.
* Utilizzare un'ampiezza di 3 mm a 800-1000 giri/min.
In molti casi, anche scegliendo un'ampiezza ragionevole, il volume della coltura biologica potrebbe non aumentare, poiché l'incremento di volume può essere influenzato da diversi fattori. Ad esempio, se uno o due dei dieci fattori non sono ottimali, l'aumento del volume di coltura sarà limitato, indipendentemente dalla qualità degli altri fattori. Oppure si potrebbe sostenere che la scelta corretta dell'ampiezza porterà a un aumento significativo del volume nell'incubatore se l'unico fattore limitante per il volume di coltura è l'apporto di ossigeno. Ad esempio, se la fonte di carbonio è il fattore limitante, indipendentemente dalla qualità del trasferimento di ossigeno, non si raggiungerà il volume di coltura desiderato.
Ampiezza e velocità di rotazione
Sia l'ampiezza che la velocità di rotazione possono influenzare il trasferimento di ossigeno. Se le colture cellulari vengono fatte crescere a velocità di rotazione molto basse (ad esempio, 100 giri/min), le differenze di ampiezza hanno un effetto minimo o nullo sul trasferimento di ossigeno. Per ottenere il massimo trasferimento di ossigeno, il primo passo è aumentare la velocità di rotazione il più possibile, in modo che il vassoio sia bilanciato correttamente per la velocità. Non tutte le cellule crescono bene con oscillazioni ad alta velocità e alcune cellule sensibili alle forze di taglio possono morire a causa di velocità di rotazione elevate.
Altre influenze
Altri fattori possono influenzare il trasferimento di ossigeno:
* Volume di riempimento: le beute coniche non devono essere riempite oltre un terzo del volume totale. Per ottenere il massimo trasferimento di ossigeno, riempire non oltre il 10%. Non riempire mai fino al 50%.
* Spoiler: Gli spoiler sono efficaci nel migliorare il trasferimento di ossigeno in tutti i tipi di colture. Alcuni produttori raccomandano l'uso di fiasche "Ultra High Yield". Gli spoiler su queste fiasche aumentano l'attrito del liquido e l'agitatore potrebbe non raggiungere la velocità massima impostata.
Correlazione tra ampiezza e velocità
La forza centrifuga in un agitatore può essere calcolata utilizzando la seguente equazione
FC = giri al minuto2× ampiezza
Esiste una relazione lineare tra forza centrifuga e ampiezza: se si utilizza un'ampiezza di 25 mm rispetto a un'ampiezza di 50 mm (alla stessa velocità), la forza centrifuga aumenta di un fattore 2.
Esiste una relazione quadratica tra forza centrifuga e velocità di rotazione.
Se la velocità aumenta di un fattore 2 (a parità di ampiezza), la forza centrifuga aumenta di un fattore 4. Se la velocità aumenta di un fattore 3, la forza centrifuga aumenta di un fattore 9!
Se si utilizza un'ampiezza di 25 mm, l'incubazione deve avvenire a una determinata velocità. Se si desidera ottenere la stessa forza centrifuga con un'ampiezza di 50 mm, la velocità di rotazione deve essere calcolata come la radice quadrata di 1/2, quindi si dovrebbe utilizzare il 70% della velocità di rotazione per ottenere le stesse condizioni di incubazione.
Si prega di notare che quanto sopra descritto è solo un metodo teorico per il calcolo della forza centrifuga. Nelle applicazioni reali, intervengono altri fattori. Questo metodo di calcolo fornisce valori approssimativi a fini operativi.
Data di pubblicazione: 3 gennaio 2024