適切なシェーカー振幅を選択するにはどうすればよいでしょうか?
シェーカーの振幅はどれくらいですか?
シェーカーの振幅は、円運動におけるパレットの直径で、「振動直径」または「トラック直径」と呼ばれることもあります（記号：Ø）。Radobioは、3mm、25mm、26mm、50mmの振幅の標準シェーカーを提供しています。また、他の振幅サイズのカスタマイズシェーカーもご用意しております。
酸素移動率 (OTR) とは何ですか?
酸素移動速度（OTR）とは、大気から液体への酸素の移動効率のことです。OTR値が高いほど、酸素移動効率が高くなります。
振幅と回転速度の影響
これら2つの要因は、培養フラスコ内の培地の混合に影響を与えます。混合が良好であればあるほど、酸素移動率（OTR）は向上します。これらのガイドラインに従うことで、最適な振幅と回転速度を選択できます。
一般的に、25 mm または 26 mm の振幅を選択すると、すべての培養アプリケーションで汎用振幅として使用できます。
細菌、酵母、真菌の培養物:
振盪フラスコにおける酸素移動は、バイオリアクターにおける酸素移動よりもはるかに効率が悪いです。多くの場合、酸素移動は振盪フラスコ培養における制限要因となる可能性があります。振幅は三角フラスコのサイズに関係しており、フラスコが大きいほど振幅も大きくなります。
推奨事項: 25ml から 2000ml までの三角フラスコの場合、振幅は 25mm です。
2000 ml から 5000 ml までの三角フラスコの場合は振幅 50 mm。
細胞培養:
* 哺乳類細胞培養では酸素の必要量が比較的低い。
* 250mL シェーカーフラスコの場合、比較的広い範囲の振幅と速度 (振幅 20 ～ 50 mm、100 ～ 300 rpm) にわたって十分な酸素供給が可能です。
* 直径の大きいフラスコ（フェルンバッハフラスコ）の場合は、振幅 50 mm が推奨されます。
※使い捨て培養バッグを使用する場合は、振幅50mmを推奨します。
マイクロタイタープレートとディープウェルプレート:
マイクロタイタープレートとディープウェルプレートの場合、最大の酸素移動を得るには 2 つの異なる方法があります。
* 振幅50mm、速度250rpm以上。
* 800～1000rpmで3mmの振幅を使用してください。
多くの場合、たとえ適切な振幅を選択しても、培養容積の増加には至らない可能性があります。これは、容積の増加は複数の要因の影響を受けるためです。例えば、10の要因のうち1つまたは2つが理想的でない場合、他の要因がどれだけ優れていても、培養容積の増加は制限されます。また、培養容積の唯一の制限要因が酸素供給である場合、振幅を適切に選択することでインキュベーターの容積が顕著に増加すると主張できます。例えば、炭素源が制限要因である場合、酸素供給がどれほど優れていても、望ましい培養容積は達成されません。
振幅と回転速度
振幅と回転速度はどちらも酸素移動に影響を与える可能性があります。細胞培養を非常に低い回転速度（例：100 rpm）で培養する場合、振幅の違いは酸素移動にほとんど、あるいは全く影響を与えません。最大の酸素移動を達成するための最初のステップは、回転速度を可能な限り上げることです。これにより、トレイは速度に対して適切なバランスを保つことができます。すべての細胞が高速振動で良好に増殖できるわけではなく、せん断力に敏感な細胞は高速回転によって死滅する可能性があります。
その他の影響
その他の要因も酸素の移動に影響を与える可能性があります。
* 三角フラスコへの充填量は、全容量の3分の1以下にしてください。最大の酸素透過率を達成したい場合は、10%以下にしてください。50%まで充填しないでください。
* スポイラー：スポイラーは、あらゆる種類の培養において酸素透過性を改善するのに効果的です。一部のメーカーは「超高収量」フラスコの使用を推奨しています。これらのフラスコのスポイラーは液体摩擦を増加させ、シェーカーが最大設定速度に達しない場合があります。
振幅と速度の相関関係
シェーカー内の遠心力は次の式で計算できます。
FC = 回転数2× 振幅
遠心力と振幅の間には直線関係があります。つまり、同じ速度で振幅を 25 mm から 50 mm に変更すると、遠心力は 2 倍に増加します。
遠心力と回転速度の間には正比例関係が存在します。
速度が 2 倍（同じ振幅）に増加すると、遠心力は 4 倍に増加します。速度が 3 倍に増加すると、遠心力は 9 倍に増加します。
振幅25 mmを使用する場合は、所定の速度で培養してください。振幅50 mmで同じ遠心力を実現したい場合は、回転速度を1/2の平方根で計算する必要があります。つまり、同じ培養条件を実現するには、回転速度の70%を使用する必要があります。
上記は遠心力を計算するための理論的な方法に過ぎないことにご注意ください。実際のアプリケーションでは、他にも影響要因が存在します。この計算方法は、運用上の目的で概算値を示すものです。
投稿日時: 2023年9月10日