Como escolher a amplitude correta do shaker?
Qual é a amplitude de um shaker?
A amplitude de um agitador é o diâmetro do palete em movimento circular, às vezes chamado de "diâmetro de oscilação" ou "diâmetro da pista" (símbolo: Ø). A Radobio oferece agitadores padrão com amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm e 50 mm. Agitadores personalizados com outras amplitudes também estão disponíveis.
O que é taxa de transferência de oxigênio (OTR)?
A Taxa de Transferência de Oxigênio (OTR) é a eficiência com que o oxigênio é transferido da atmosfera para o líquido. Quanto maior o valor da OTR, maior a eficiência da transferência de oxigênio.
Efeito da amplitude e da velocidade de rotação
Ambos os fatores afetam a mistura do meio no frasco de cultura. Quanto melhor a mistura, melhor a taxa de transferência de oxigênio (TCO). Seguindo essas diretrizes, a amplitude e a velocidade de rotação mais adequadas podem ser selecionadas.
Em geral, selecionar uma amplitude de 25 mm ou 26 mm pode ser usada como uma amplitude universal para todas as aplicações culturais.
Culturas bacterianas, de leveduras e fúngicas:
A transferência de oxigênio em frascos de agitação é muito menos eficiente do que em biorreatores. A transferência de oxigênio pode ser o fator limitante para culturas em frascos de agitação na maioria dos casos. A amplitude está relacionada ao tamanho dos frascos cônicos: frascos maiores utilizam amplitudes maiores.
Recomendação: amplitude de 25 mm para frascos cônicos de 25 ml a 2000 ml.
Amplitude de 50 mm para balões cônicos de 2000 ml a 5000 ml.
Cultura de células:
* Culturas de células de mamíferos têm uma necessidade relativamente baixa de oxigênio.
* Para frascos agitadores de 250 mL, é possível fornecer oxigênio suficiente em uma faixa relativamente ampla de amplitudes e velocidades (amplitude de 20 a 50 mm; 100 a 300 rpm).
* Para frascos de diâmetro maior (frascos de Fernbach), recomenda-se uma amplitude de 50 mm.
* Se forem utilizados sacos de cultura descartáveis, recomenda-se uma amplitude de 50 mm.
Placas de microtitulação e poços profundos:
Para placas de microtitulação e de poço profundo, há dois métodos diferentes para obter a máxima transferência de oxigênio!
* Amplitude de 50 mm a uma velocidade não inferior a 250 rpm.
* Use amplitude de 3 mm a 800-1000 rpm.
Em muitos casos, mesmo que uma amplitude razoável seja escolhida, ela pode não aumentar o volume da biocultura, pois o aumento de volume pode ser influenciado por diversos fatores. Por exemplo, se um ou dois dos dez fatores não forem ideais, o aumento no volume da cultura será limitado, independentemente da qualidade dos outros fatores, ou pode-se argumentar que a escolha correta da amplitude resultará em um aumento perceptível na incubadora se o único fator limitante para o volume da cultura for o fornecimento de oxigênio. Por exemplo, se a fonte de carbono for o fator limitante, independentemente da qualidade da transferência de oxigênio, o volume de cultura desejado não será alcançado.
Amplitude e velocidade de rotação
Tanto a amplitude quanto a velocidade de rotação podem afetar a transferência de oxigênio. Se as culturas celulares forem cultivadas em velocidades de rotação muito baixas (por exemplo, 100 rpm), as diferenças de amplitude têm pouco ou nenhum efeito perceptível na transferência de oxigênio. Para atingir a maior transferência de oxigênio, o primeiro passo é aumentar a velocidade de rotação o máximo possível, e a bandeja estará devidamente balanceada para a velocidade. Nem todas as células conseguem crescer bem com oscilações de alta velocidade, e algumas células sensíveis a forças de cisalhamento podem morrer devido a altas velocidades de rotação.
Outras influências
Outros fatores podem afetar a transferência de oxigênio:
* Volume de enchimento: os frascos cônicos devem ser preenchidos até, no máximo, um terço do volume total. Para atingir a transferência máxima de oxigênio, encha até, no máximo, 10%. Nunca encha até 50%.
* Spoilers: Spoilers são eficazes para melhorar a transferência de oxigênio em todos os tipos de culturas. Alguns fabricantes recomendam o uso de frascos de "Ultra Alto Rendimento". Os spoilers nesses frascos aumentam o atrito do líquido e o agitador pode não atingir a velocidade máxima definida.
Correlação entre amplitude e velocidade
A força centrífuga em um agitador pode ser calculada usando a seguinte equação
FC = rpm2× amplitude
Há uma relação linear entre força centrífuga e amplitude: se você usar uma amplitude de 25 mm para uma amplitude de 50 mm (na mesma velocidade), a força centrífuga aumenta por um fator de 2.
Existe uma relação quadrática entre a força centrífuga e a velocidade de rotação.
Se a velocidade for aumentada por um fator de 2 (mesma amplitude), a força centrífuga aumenta por um fator de 4. Se a velocidade for aumentada por um fator de 3, a força centrífuga aumenta por um fator de 9!
Se utilizar uma amplitude de 25 mm, incube a uma determinada velocidade. Se desejar obter a mesma força centrífuga com uma amplitude de 50 mm, a velocidade de rotação deve ser calculada como a raiz quadrada de 1/2, portanto, utilize 70% da velocidade de rotação para obter as mesmas condições de incubação.
Observe que o método acima é apenas um método teórico para calcular a força centrífuga. Existem outros fatores de influência em aplicações reais. Este método de cálculo fornece valores aproximados para fins operacionais.
Horário da postagem: 03/01/2024