Как выбрать правильную амплитуду вибратора?
Какова амплитуда колебаний шейкера?
Амплитуда вибростенда — это диаметр паллеты при круговом движении, иногда называемый «диаметром колебаний» или «диаметром дорожки» (обозначение: Ø). Radobio предлагает стандартные вибростенды с амплитудами 3 мм, 25 мм, 26 мм и 50 мм. Также доступны вибростенды с другими амплитудами, изготовленные по индивидуальному заказу.
Что такое скорость переноса кислорода (OTR)?
Коэффициент переноса кислорода (OTR) — это эффективность переноса кислорода из атмосферы в жидкость. Чем выше значение OTR, тем выше эффективность переноса кислорода.
Влияние амплитуды и скорости вращения
Оба этих фактора влияют на перемешивание среды в культуральном флаконе. Чем лучше перемешивание, тем выше скорость переноса кислорода (OTR). Следуя этим рекомендациям, можно выбрать наиболее подходящую амплитуду и скорость вращения.
В целом, выбор амплитуды 25 мм или 26 мм может быть использован в качестве универсальной амплитуды для всех видов культур.
Бактериальные, дрожжевые и грибковые культуры:
Перенос кислорода во встряхиваемых колбах гораздо менее эффективен, чем в биореакторах. В большинстве случаев перенос кислорода может быть ограничивающим фактором для культивирования во встряхиваемых колбах. Амплитуда колебаний зависит от размера конических колб: чем больше колбы, тем выше амплитуда колебаний.
Рекомендация: амплитуда 25 мм для конических колб объемом от 25 мл до 2000 мл.
Амплитуда 50 мм для конических колб объемом от 2000 мл до 5000 мл.
Культура клеток:
* Культуры клеток млекопитающих имеют относительно низкую потребность в кислороде.
* Для шейкерных колб объемом 250 мл достаточная подача кислорода может быть обеспечена в относительно широком диапазоне амплитуд и скоростей (амплитуда 20–50 мм; 100–300 об/мин).
* Для колб большего диаметра (колбы Фернбаха) рекомендуется амплитуда 50 мм.
* При использовании одноразовых культуральных мешков рекомендуется амплитуда 50 мм.
Микротитровальные планшеты и планшеты с глубокими лунками:
Для микротитрационных планшетов и планшетов с глубокими лунками существует два разных метода достижения максимального переноса кислорода!
* Амплитуда 50 мм при скорости не менее 250 об/мин.
* Используйте амплитуду 3 мм при 800–1000 об/мин.
Во многих случаях, даже при выборе разумной амплитуды, объём биокультуры может не увеличиться, поскольку на его увеличение может влиять ряд факторов. Например, если один или два из десяти факторов неидеальны, то увеличение объёма культуры будет ограничено, независимо от того, насколько хороши остальные факторы, или можно утверждать, что правильный выбор амплитуды приведёт к заметному увеличению объёма инкубатора, если единственным ограничивающим фактором объёма культуры является подача кислорода. Например, если лимитирующим фактором является источник углерода, то независимо от того, насколько хороша передача кислорода, желаемый объём культуры не будет достигнут.
Амплитуда и скорость вращения
Как амплитуда, так и скорость вращения могут влиять на перенос кислорода. Если клеточные культуры выращиваются при очень низких скоростях вращения (например, 100 об/мин), разница в амплитуде практически не влияет на перенос кислорода. Для достижения максимальной скорости переноса кислорода первым шагом является максимальное увеличение скорости вращения, что позволит обеспечить правильную балансировку лотка по скорости. Не все клетки могут хорошо расти при высокоскоростных колебаниях, а некоторые клетки, чувствительные к сдвиговым усилиям, могут погибнуть при высоких скоростях вращения.
Другие влияния
На перенос кислорода могут влиять и другие факторы:
* Объём заполнения: конические колбы следует заполнять не более чем на треть от общего объёма. Для достижения максимального переноса кислорода заполняйте не более чем на 10%. Никогда не заполняйте на 50%.
* Спойлеры: Спойлеры эффективно улучшают перенос кислорода во всех типах культур. Некоторые производители рекомендуют использовать колбы «Ultra High Yield». Спойлеры на этих колбах увеличивают трение жидкости, и шейкер может не достичь максимальной заданной скорости.
Корреляция между амплитудой и скоростью
Центробежную силу в шейкере можно рассчитать с помощью следующего уравнения:
FC = об/мин2× амплитуда
Между центробежной силой и амплитудой существует линейная зависимость: если использовать амплитуду 25 мм или 50 мм (при той же скорости), центробежная сила увеличится в 2 раза.
Между центробежной силой и скоростью вращения существует квадратичная зависимость.
Если скорость увеличится в 2 раза (при той же амплитуде), центробежная сила увеличится в 4 раза. Если скорость увеличится в 3 раза, центробежная сила увеличится в 9 раз!
Если вы используете амплитуду 25 мм, инкубируйте с заданной скоростью. Если вы хотите достичь той же центробежной силы при амплитуде 50 мм, скорость вращения следует рассчитывать как квадратный корень из 1/2, то есть для достижения тех же условий инкубации следует использовать 70% скорости вращения.
Обратите внимание, что вышеприведённый метод расчёта центробежной силы является лишь теоретическим. В реальных условиях существуют и другие влияющие факторы. Данный метод расчёта даёт приблизительные значения для эксплуатационных целей.
Время публикации: 10 сентября 2023 г.