振とう式インキュベーターの適切な振幅の選び方
シェーカーの振幅はどれくらいですか？
振幅インキュベーターシェーカーは、円運動するパレットの直径で、「振動直径」または「トラック直径」とも呼ばれ、記号はØです。Radobioは、振幅が3mm、25mm、26mm、50mmの標準シェーカーを提供しています。その他の振幅サイズのカスタムシェーカーも利用可能です。
酸素移動速度（OTR）とは何ですか？
酸素移動速度（OTR）とは、大気から液体へ酸素が移動する効率のことです。OTRの値が高いほど、酸素移動効率が高いことを意味します。
振幅と回転速度の影響
これらの要因はいずれも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、酸素移動速度（OTR）も向上します。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、25mmまたは26mmの振幅を選択すれば、あらゆる培養用途において汎用的な振幅として使用できます。
細菌、酵母、真菌の培養物：
振とうフラスコにおける酸素移動効率は、バイオリアクターに比べてはるかに低い。多くの場合、振とうフラスコ培養では酸素移動が律速段階となる可能性がある。振幅は円錐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る。
推奨：25ml～2000mlの三角フラスコには、振幅25mmが適しています。
2000mlから5000mlまでの三角フラスコに対応する、振幅50mmの測定器。
細胞培養：
哺乳類細胞培養は、比較的酸素要求量が少ない。
* 250mLの振とうフラスコの場合、比較的広い振幅と速度の範囲（振幅20～50mm、回転数100～300rpm）で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50mmを推奨します。
* 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および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では、酸素移動を最大化するための2つの異なる方法があります。
* 振幅50mm、回転速度250rpm以上。
* 800～1000rpmで3mmの振幅を使用してください。
多くの場合、適切な振幅を選択したとしても、培養液量の増加には複数の要因が影響するため、培養液量の増加にはつながらない可能性があります。例えば、10個の要因のうち1つか2つが理想的でない場合、他の要因がどれほど良好であっても培養液量の増加は制限されます。また、培養液量の唯一の制限要因が酸素供給である場合、適切な振幅を選択すれば、培養器内の培養液量が著しく増加すると主張することもできます。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良好であっても、目的の培養液量を達成することはできません。
振幅と回転速度
酸素移動には、振幅と回転速度の両方が影響を及ぼします。細胞培養を非常に低い回転速度（例えば100rpm）で行う場合、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。最高の酸素移動を実現するには、まず回転速度をできるだけ高くし、トレイを適切な速度でバランスさせる必要があります。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
酸素輸送に影響を与える可能性のあるその他の要因は以下のとおりです。
* 充填量：三角フラスコは、全容量の3分の1以下まで充填してください。酸素移動を最大化するには、10%以下まで充填してください。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移動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の摩擦を増加させるため、シェーカーが設定された最大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、次の式を用いて計算できます。
FC = rpm2× 振幅
遠心力と振幅の間には線形関係があります。同じ速度で振幅を25mmから50mmに上げると、遠心力は2倍になります。
遠心力と回転速度の間には二乗の関係が存在する。
速度が2倍になると（振幅は同じ）、遠心力は4倍になります。速度が3倍になると、遠心力は9倍になります！
振幅25mmを使用する場合は、所定の速度で培養してください。振幅50mmで同じ遠心力を得たい場合は、回転速度は1/2の平方根として計算されるため、同じ培養条件を得るには回転速度の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。実際の用途では、他にも影響を与える要因が存在します。この計算方法は、運用上の目的で概算値を提供するものです。
投稿日時：2024年1月3日