Cum să alegi amplitudinea corectă a agitatorului?
Care este amplitudinea unui agitator?
Amplitudinea unui agitator este diametrul paletei în mișcare circulară, uneori numit simbolul „diametrului de oscilație” sau „diametrului șinei”: Ø. Radobio oferă agitatoare standard cu amplitudini de 3 mm, 25 mm, 26 mm și 50 mm. Sunt disponibile și agitatoare personalizate cu alte dimensiuni ale amplitudinii.
Ce este rata de transfer de oxigen (OTR)?
Rata de transfer de oxigen (OTR) este eficiența transferului de oxigen din atmosferă în lichid. Cu cât valoarea OTR este mai mare, cu atât eficiența transferului de oxigen este mai mare.
Efectul amplitudinii și al vitezei de rotație
Ambii factori afectează amestecarea mediului în balonul de cultură. Cu cât amestecarea este mai bună, cu atât rata de transfer de oxigen (OTR) este mai bună. Urmând aceste instrucțiuni, se pot selecta amplitudinea și viteza de rotație cele mai potrivite.
În general, selectarea unei amplitudini de 25 mm sau 26 mm poate fi utilizată ca amplitudine universală pentru toate aplicațiile de cultură.
Culturi bacteriene, de drojdii și fungice:
Transferul de oxigen în baloane conice sub agitare este mult mai puțin eficient decât în bioreactoare. Transferul de oxigen poate fi factorul limitator pentru culturile în baloane conice în majoritatea cazurilor. Amplitudinea este legată de dimensiunea baloanelor conice: baloanele mai mari utilizează amplitudini mai mari.
Recomandare: amplitudine de 25 mm pentru baloane conice de la 25 ml la 2000 ml.
Amplitudine de 50 mm pentru baloane conice de la 2000 ml la 5000 ml.
Cultură celulară:
Culturile de celule de mamifere au un necesar relativ scăzut de oxigen.
Pentru baloanele agitatoare de 250 ml, se poate asigura o cantitate suficientă de oxigen pe o gamă relativ largă de amplitudini și viteze (amplitudine 20-50 mm; 100-300 rpm).
Pentru baloane cu diametru mai mare (baloane Fernbach) se recomandă o amplitudine de 50 mm.
Dacă se utilizează pungi de cultură de unică folosință, se recomandă o amplitudine de 50 mm.
Plăci de microtitrare și plăci cu godeuri adânci:
Pentru plăcile de microtitrare și cele cu godeuri adânci, există două metode diferite pentru a obține un transfer maxim de oxigen!
* Amplitudine de 50 mm la o viteză de cel puțin 250 rpm.
Folosiți o amplitudine de 3 mm la 800-1000 rpm.
În multe cazuri, chiar dacă se alege o amplitudine rezonabilă, este posibil ca aceasta să nu crească volumul bioculturii, deoarece creșterea volumului poate fi influențată de mai mulți factori. De exemplu, dacă unul sau doi dintre cei zece factori nu sunt ideali, atunci creșterea volumului culturii va fi limitată indiferent cât de buni sunt ceilalți factori sau s-ar putea argumenta că alegerea corectă a amplitudinii va duce la o creștere vizibilă a incubatorului dacă singurul factor limitator pentru volumul culturii este livrarea de oxigen. De exemplu, dacă sursa de carbon este factorul limitator, indiferent cât de bun este transferul de oxigen, volumul dorit al culturii nu va fi atins.
Amplitudine și viteză de rotație
Atât amplitudinea, cât și viteza de rotație pot avea un efect asupra transferului de oxigen. Dacă culturile celulare sunt cultivate la viteze de rotație foarte mici (de exemplu, 100 rpm), diferențele de amplitudine au un efect mic sau deloc vizibil asupra transferului de oxigen. Pentru a obține cel mai mare transfer de oxigen, primul pas este creșterea vitezei de rotație cât mai mult posibil, iar tava va fi echilibrată corespunzător pentru viteză. Nu toate celulele pot crește bine cu oscilații de mare viteză, iar unele celule care sunt sensibile la forțele de forfecare pot muri din cauza vitezelor mari de rotație.
Alte influențe
Alți factori pot avea un efect asupra transferului de oxigen:.
* Volumul de umplere, baloanele conice trebuie umplute până la maximum o treime din volumul total. Dacă se dorește obținerea unui transfer maxim de oxigen, umpleți până la maximum 10%. Nu umpleți niciodată până la 50%.
* Spoiler-uri: Spoiler-urile sunt eficiente în îmbunătățirea transferului de oxigen în toate tipurile de culturi. Unii producători recomandă utilizarea baloanelor „Ultra High Yield”. Spoiler-urile de pe aceste baloane cresc frecarea lichidului, iar agitatorul poate să nu atingă viteza maximă setată.
Corelația dintre amplitudine și viteză
Forța centrifugă într-un agitator poate fi calculată folosind următoarea ecuație
FC = rot/min2× amplitudine
Există o relație liniară între forța centrifugă și amplitudine: dacă utilizați o amplitudine de 25 mm la o amplitudine de 50 mm (la aceeași viteză), forța centrifugă crește cu un factor de 2.
Există o relație pătratică între forța centrifugă și viteza de rotație.
Dacă viteza este mărită cu un factor de 2 (aceeași amplitudine), forța centrifugă crește cu un factor de 4. Dacă viteza este mărită cu un factor de 3, forța centrifugă crește cu un factor de 9!
Dacă utilizați o amplitudine de 25 mm, incubați la o anumită viteză. Dacă doriți să obțineți aceeași forță centrifugă cu o amplitudine de 50 mm, viteza de rotație trebuie calculată ca rădăcina pătrată a lui 1/2, deci ar trebui să utilizați 70% din viteza de rotație pentru a obține aceleași condiții de incubare.
Vă rugăm să rețineți că cele de mai sus reprezintă doar o metodă teoretică de calculare a forței centrifuge. Există și alți factori de influență în aplicațiile reale. Această metodă de calcul oferă valori aproximative în scopuri operaționale.
Data publicării: 10 septembrie 2023