Hoe kies je de juiste amplitude voor een schudbroedmachine?
Wat is de amplitude van een shaker?
De amplitude van eenbroedmachine schudmachineDe diameter van de pallet in cirkelvormige beweging, ook wel "oscillatiediameter" of "spoordiameter" genoemd, symbool: Ø. Radobio biedt standaard shakers met amplitudes van 3 mm, 25 mm, 26 mm en 50 mm. Shakers op maat met andere amplitudes zijn ook verkrijgbaar.
Wat is de zuurstofoverdrachtssnelheid (OTR)?
De zuurstofoverdrachtssnelheid (OTR) is de efficiëntie waarmee zuurstof van de atmosfeer naar de vloeistof wordt overgedragen. Hoe hoger de OTR-waarde, hoe hoger de efficiëntie van de zuurstofoverdracht.
Effect van amplitude en rotatiesnelheid
Beide factoren beïnvloeden de menging van het medium in de kweekfles. Hoe beter de menging, hoe beter de zuurstofoverdrachtssnelheid (OTR). Aan de hand van deze richtlijnen kunnen de meest geschikte amplitude en rotatiesnelheid worden gekozen.
Over het algemeen kan een amplitude van 25 mm of 26 mm worden gebruikt als universele amplitude voor alle kweektoepassingen.
Bacteriële, gist- en schimmelculturen:
De zuurstofoverdracht in schudflessen is veel minder efficiënt dan in bioreactoren. Zuurstofoverdracht kan in de meeste gevallen de beperkende factor zijn voor culturen in schudflessen. De amplitude is gerelateerd aan de grootte van de conische flessen: grotere flessen gebruiken grotere amplitudes.
Aanbeveling: 25 mm amplitude voor conische kolven van 25 ml tot 2000 ml.
Amplitude van 50 mm voor conische kolven van 2000 ml tot 5000 ml.
Celcultuur:
* Zoogdiercelculturen hebben een relatief lage zuurstofbehoefte.
* Voor schudflessen van 250 ml kan voldoende zuurstoftoevoer worden gegarandeerd over een relatief breed bereik van amplitudes en snelheden (amplitude van 20-50 mm; 100-300 tpm).
* Voor kolven met een grotere diameter (Fernbach-kolven) wordt een amplitude van 50 mm aanbevolen.
* Bij gebruik van wegwerpkweekzakken wordt een amplitude van 50 mm aanbevolen.
Microtiterplaten en diepe putjesplaten:
Voor microtiterplaten en deep-well platen zijn er twee verschillende methoden om maximale zuurstofoverdracht te verkrijgen!
* Amplitude van 50 mm bij een snelheid van minimaal 250 tpm.
* Gebruik een amplitude van 3 mm bij 800-1000 tpm.
In veel gevallen leidt een redelijke amplitudekeuze mogelijk niet tot een groter kweekvolume, omdat de volumetoename door verschillende factoren kan worden beïnvloed. Als bijvoorbeeld één of twee van de tien factoren niet optimaal zijn, zal de volumetoename beperkt blijven, ongeacht hoe goed de andere factoren zijn. Anderzijds kan worden gesteld dat een correcte amplitudekeuze wel degelijk tot een merkbare volumetoename in de incubator leidt als de zuurstofaanvoer de enige beperkende factor is. Als bijvoorbeeld de koolstofbron de beperkende factor is, zal het gewenste kweekvolume niet worden bereikt, ongeacht hoe goed de zuurstofoverdracht is.
Amplitude en rotatiesnelheid
Zowel amplitude als rotatiesnelheid kunnen van invloed zijn op de zuurstofoverdracht. Als celculturen worden gekweekt bij zeer lage rotatiesnelheden (bijvoorbeeld 100 tpm), hebben verschillen in amplitude weinig tot geen merkbaar effect op de zuurstofoverdracht. Om de hoogste zuurstofoverdracht te bereiken, is de eerste stap het verhogen van de rotatiesnelheid, zodat de kweekbak optimaal is afgestemd op de snelheid. Niet alle cellen kunnen goed groeien bij hoge oscillatiesnelheden, en sommige cellen die gevoelig zijn voor schuifkrachten kunnen afsterven bij hoge rotatiesnelheden.
Andere invloeden
Ook andere factoren kunnen van invloed zijn op de zuurstofoverdracht:
* Vulvolume: conische kolven mogen niet meer dan een derde van het totale volume gevuld worden. Om maximale zuurstofoverdracht te bereiken, mag er niet meer dan 10% gevuld worden. Vul nooit tot 50%.
* Spoilers: Spoilers zijn effectief in het verbeteren van de zuurstofoverdracht in alle soorten culturen. Sommige fabrikanten raden het gebruik van "Ultra High Yield"-kolven aan. De spoilers op deze kolven verhogen de vloeistofwrijving, waardoor de schudmachine mogelijk niet de maximaal ingestelde snelheid bereikt.
Correlatie tussen amplitude en snelheid
De centrifugale kracht in een schudmachine kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking.
FC = toerental2× amplitude
Er bestaat een lineair verband tussen centrifugale kracht en amplitude: als je een amplitude van 25 mm gebruikt in plaats van 50 mm (bij dezelfde snelheid), neemt de centrifugale kracht met een factor 2 toe.
Er bestaat een kwadratisch verband tussen centrifugale kracht en rotatiesnelheid.
Als de snelheid met een factor 2 wordt verhoogd (bij dezelfde amplitude), neemt de centrifugale kracht met een factor 4 toe. Als de snelheid met een factor 3 wordt verhoogd, neemt de centrifugale kracht met een factor 9 toe!
Als u een amplitude van 25 mm gebruikt, incubeer dan met een bepaalde snelheid. Als u dezelfde centrifugale kracht wilt bereiken met een amplitude van 50 mm, moet de rotatiesnelheid worden berekend als de wortel van 1/2, dus u moet 70% van de rotatiesnelheid gebruiken om dezelfde incubatieomstandigheden te bereiken.
Houd er rekening mee dat bovenstaande slechts een theoretische methode is voor het berekenen van de centrifugale kracht. In de praktijk spelen er andere factoren een rol. Deze berekeningsmethode levert benaderende waarden op voor operationele doeleinden.
Geplaatst op: 3 januari 2024