วิธีเลือกค่าความแรงของการเขย่าที่เหมาะสมสำหรับตู้ฟักไข่?
แอมพลิจูดของเครื่องเขย่าคือเท่าไร?
แอมพลิจูดของเครื่องเขย่าฟักไข่Ø คือเส้นผ่านศูนย์กลางของพาเลทที่เคลื่อนที่แบบวงกลม บางครั้งเรียกว่า "เส้นผ่านศูนย์กลางการแกว่ง" หรือ "เส้นผ่านศูนย์กลางราง" สัญลักษณ์: Ø Radobio มีเครื่องเขย่ามาตรฐานที่มีแอมพลิจูด 3 มม., 25 มม., 26 มม. และ 50 มม. นอกจากนี้ยังมีเครื่องเขย่าแบบกำหนดเองที่มีขนาดแอมพลิจูดอื่นๆ ให้เลือกอีกด้วย
อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) คืออะไร?
อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) คือประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนจากบรรยากาศไปยังของเหลว ยิ่งค่า OTR สูง ประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนก็จะยิ่งสูงขึ้น
ผลกระทบของแอมพลิจูดและความเร็วในการหมุน
ปัจจัยทั้งสองนี้ส่งผลต่อการผสมของอาหารเลี้ยงเชื้อในขวดเพาะเลี้ยง ยิ่งการผสมดีเท่าไร อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) ก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น เมื่อปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้แล้ว จะสามารถเลือกความกว้างของการสั่นและความเร็วในการหมุนที่เหมาะสมที่สุดได้
โดยทั่วไป การเลือกขนาดความกว้าง 25 มม. หรือ 26 มม. สามารถใช้เป็นขนาดความกว้างมาตรฐานสำหรับงานเพาะเลี้ยงเซลล์ทุกประเภทได้
การเพาะเลี้ยงแบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา:
การถ่ายเทออกซิเจนในขวดเขย่ามีประสิทธิภาพน้อยกว่าในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพมาก การถ่ายเทออกซิเจนอาจเป็นปัจจัยจำกัดสำหรับการเพาะเลี้ยงในขวดเขย่าในกรณีส่วนใหญ่ แอมพลิจูดมีความสัมพันธ์กับขนาดของขวดทรงกรวย: ขวดขนาดใหญ่ใช้แอมพลิจูดที่ใหญ่กว่า
คำแนะนำ: ควรใช้ความกว้างของฐาน 25 มม. สำหรับขวดรูปกรวยขนาด 25 มล. ถึง 2000 มล.
ความกว้างของช่องเปิด 50 มม. สำหรับขวดรูปกรวยขนาด 2000 มล. ถึง 5000 มล.
การเพาะเลี้ยงเซลล์:
* การเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความต้องการออกซิเจนค่อนข้างต่ำ
* สำหรับขวดเขย่าขนาด 250 มล. สามารถจ่ายออกซิเจนได้อย่างเพียงพอในช่วงความกว้างของการแกว่งและความเร็วที่ค่อนข้างกว้าง (ความกว้างของการแกว่ง 20-50 มม.; 100-300 รอบต่อนาที)
* สำหรับขวดทดลองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (ขวดทดลองเฟิร์นบัค) แนะนำให้ใช้ช่วงความกว้าง 50 มม.
* หากใช้ถุงเพาะเลี้ยงแบบใช้แล้วทิ้ง แนะนำให้ใช้ขนาดความกว้าง 50 มม.
ไมโครไทเทอร์และเพลทหลุมลึก:
สำหรับเพลทไมโครไทเตอร์และเพลทหลุมลึก มีสองวิธีที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้การถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด!
* ความกว้างของการแกว่ง 50 มม. ที่ความเร็วไม่น้อยกว่า 250 รอบต่อนาที
* ใช้ช่วงการสั่น 3 มม. ที่ความเร็วรอบ 800-1000 รอบต่อนาที
ในหลายกรณี แม้ว่าจะเลือกขนาดแอมพลิจูดที่เหมาะสมแล้ว ก็อาจไม่ทำให้ปริมาตรของจุลินทรีย์ในตู้เพาะเลี้ยงเพิ่มขึ้นได้ เนื่องจากปริมาตรที่เพิ่มขึ้นนั้นอาจได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย ตัวอย่างเช่น หากปัจจัยหนึ่งหรือสองในสิบปัจจัยไม่เหมาะสม ปริมาตรของจุลินทรีย์ที่เพิ่มขึ้นก็จะถูกจำกัด ไม่ว่าปัจจัยอื่นๆ จะดีเพียงใดก็ตาม หรืออาจกล่าวได้ว่า การเลือกขนาดแอมพลิจูดที่ถูกต้องจะส่งผลให้ปริมาตรของจุลินทรีย์ในตู้เพาะเลี้ยงเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด หากปัจจัยจำกัดเพียงอย่างเดียวคือการส่งออกซิเจน ตัวอย่างเช่น หากแหล่งคาร์บอนเป็นปัจจัยจำกัด ไม่ว่าการถ่ายเทออกซิเจนจะดีเพียงใด ปริมาตรของจุลินทรีย์ที่ต้องการก็จะไม่สามารถบรรลุได้
แอมพลิจูดและความเร็วในการหมุน
ทั้งความกว้างของการแกว่งและความเร็วในการหมุนสามารถส่งผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนได้ หากเพาะเลี้ยงเซลล์ด้วยความเร็วในการหมุนต่ำมาก (เช่น 100 รอบต่อนาที) ความแตกต่างของความกว้างของการแกว่งจะมีผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนน้อยมากหรือไม่มีเลย เพื่อให้ได้การถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด ขั้นตอนแรกคือการเพิ่มความเร็วในการหมุนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และถาดเพาะเลี้ยงจะต้องได้รับการปรับสมดุลให้เหมาะสมกับความเร็ว เซลล์บางชนิดไม่สามารถเจริญเติบโตได้ดีภายใต้การแกว่งด้วยความเร็วสูง และเซลล์บางชนิดที่ไวต่อแรงเฉือนอาจตายได้จากความเร็วในการหมุนสูง
อิทธิพลอื่นๆ
ปัจจัยอื่นๆ อาจส่งผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนได้:
* ปริมาณการบรรจุ: ควรบรรจุของเหลวลงในขวดรูปกรวยไม่เกินหนึ่งในสามของปริมาตรทั้งหมด หากต้องการให้มีการถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด ควรบรรจุไม่เกิน 10% ห้ามบรรจุเกิน 50% เด็ดขาด
* แผ่นกันรั่ว: แผ่นกันรั่วมีประสิทธิภาพในการปรับปรุงการถ่ายเทออกซิเจนในอาหารเลี้ยงเชื้อทุกประเภท ผู้ผลิตบางรายแนะนำให้ใช้ขวดเพาะเลี้ยงแบบ "ให้ผลผลิตสูงมาก" แผ่นกันรั่วในขวดเหล่านี้จะเพิ่มแรงเสียดทานของของเหลว และเครื่องเขย่าอาจไม่สามารถทำความเร็วได้ตามที่ตั้งไว้สูงสุด
ความสัมพันธ์ระหว่างแอมพลิจูดและความเร็ว
แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางในเครื่องเขย่าสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
FC = รอบต่อนาที2× แอมพลิจูด
มีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแอมพลิจูด: หากคุณใช้แอมพลิจูด 25 มม. เป็น 50 มม. (ที่ความเร็วเท่าเดิม) แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและความเร็วในการหมุนมีความสัมพันธ์แบบกำลังสอง
ถ้าความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (โดยที่แอมพลิจูดเท่าเดิม) แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า ถ้าความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็นเก้าเท่า!
ถ้าคุณใช้ความกว้างของการหมุน 25 มม. ให้บ่มด้วยความเร็วที่กำหนด ถ้าคุณต้องการให้ได้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่ากันด้วยความกว้างของการหมุน 50 มม. ความเร็วในการหมุนควรคำนวณจากรากที่สองของ 1/2 ดังนั้นคุณควรใช้ความเร็วในการหมุน 70% เพื่อให้ได้สภาวะการบ่มที่เหมือนกัน
โปรดทราบว่าวิธีการข้างต้นเป็นเพียงวิธีการคำนวณแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางในเชิงทฤษฎีเท่านั้น ในการใช้งานจริงยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง วิธีการคำนวณนี้ให้ค่าโดยประมาณสำหรับการใช้งานทั่วไปเท่านั้น
วันที่เผยแพร่: 3 มกราคม 2567