كيفية اختيار سعة شاكر الصحيح؟
ما هي سعة شاكر؟
سعة الهزاز هي قطر البليت في حركة دائرية، ويسمى أحيانًا رمز "قطر التذبذب" أو "قطر المسار": Ø.تقدم Radobio هزازات قياسية بسعات 3 مم، و25 مم، و26 مم، و50 مم.تتوفر أيضًا هزازات مخصصة بأحجام سعة أخرى.
ما هو معدل نقل الأكسجين (OTR)؟
معدل نقل الأكسجين (OTR) هو كفاءة نقل الأكسجين من الغلاف الجوي إلى السائل.كلما زادت قيمة OTR، زادت كفاءة نقل الأكسجين.
تأثير السعة وسرعة الدوران
كل من هذه العوامل تؤثر على خلط المتوسطة في قارورة الثقافة.كلما كان الخلط أفضل، كان معدل نقل الأكسجين (OTR) أفضل.باتباع هذه الإرشادات، يمكن اختيار السعة وسرعة الدوران الأكثر ملاءمة.
بشكل عام، يمكن استخدام اختيار سعة 25 مم أو 26 مم كسعة عالمية لجميع تطبيقات الثقافة.
الثقافات البكتيرية والخميرة والفطرية:
يعتبر نقل الأكسجين في قوارير الاهتزاز أقل كفاءة بكثير من المفاعلات الحيوية.قد يكون نقل الأكسجين هو العامل المحدد لثقافات قارورة الهز في معظم الحالات.ترتبط السعة بحجم القوارير المخروطية: تستخدم القوارير الأكبر سعات أكبر.
التوصية: سعة 25 مم للدورق المخروطية من 25 مل إلى 2000 مل.
سعة 50 ملم للقوارير المخروطية من 2000 مل إلى 5000 مل.
زراعة الخلايا:
* تتطلب زراعة خلايا الثدييات احتياجًا منخفضًا نسبيًا من الأكسجين.
* بالنسبة لقوارير الخلط سعة 250 مل، يمكن توفير كمية كافية من الأكسجين عبر نطاق واسع نسبيًا من السعات والسرعات (سعة 20-50 مم؛ 100-300 دورة في الدقيقة).
* بالنسبة للقوارير ذات القطر الأكبر (قوارير فيرنباخ) يوصى بسعة 50 مم.
* في حالة استخدام أكياس الاستنبات التي تستخدم لمرة واحدة، يوصى بسعة 50 مم.
ميكروتيتر ولوحات الآبار العميقة:
بالنسبة للميكروتيتر وألواح الآبار العميقة، هناك طريقتان مختلفتان للحصول على أقصى قدر من نقل الأكسجين!
* سعة 50 ملم بسرعة لا تقل عن 250 دورة في الدقيقة.
* استخدم سعة 3 مم عند 800-1000 دورة في الدقيقة.
في كثير من الحالات، حتى لو تم اختيار سعة معقولة، فقد لا يزيد حجم الثقافة الحيوية، لأن الزيادة في الحجم يمكن أن تتأثر بعدة عوامل.على سبيل المثال، إذا كان واحد أو اثنين من العوامل العشرة غير مثاليين، فإن الزيادة في حجم الثقافة ستكون محدودة بغض النظر عن مدى جودة العوامل الأخرى، أو يمكن القول بأن الاختيار الصحيح للسعة سيؤدي إلى زيادة ملحوظة في الحاضنة إذا كان العامل المحدد الوحيد لحجم الثقافة هو توصيل الأكسجين.على سبيل المثال، إذا كان مصدر الكربون هو العامل المحدد، بغض النظر عن مدى جودة نقل الأكسجين، فلن يتم تحقيق حجم الثقافة المطلوب.
السعة وسرعة الدوران
يمكن أن يكون لكل من السعة وسرعة الدوران تأثير على نقل الأكسجين.إذا تمت زراعة مزارع الخلايا بسرعات دوران منخفضة جدًا (على سبيل المثال، 100 دورة في الدقيقة)، فإن الاختلافات في السعة يكون لها تأثير ضئيل أو معدوم على نقل الأكسجين.لتحقيق أعلى نقل للأكسجين، فإن الخطوة الأولى هي زيادة سرعة الدوران قدر الإمكان، وسيتم موازنة الدرج بشكل صحيح من حيث السرعة.لا يمكن لجميع الخلايا أن تنمو بشكل جيد مع التذبذبات عالية السرعة، وقد تموت بعض الخلايا الحساسة لقوى القص بسبب سرعات الدوران العالية.
تأثيرات أخرى
هناك عوامل أخرى يمكن أن يكون لها تأثير على نقل الأكسجين:.
*حجم التعبئة يجب أن تمتلئ الدورق المخروطية بما لا يزيد عن ثلث الحجم الإجمالي.إذا كنت ترغب في تحقيق الحد الأقصى من نقل الأكسجين، املأ بما لا يزيد عن 10%.لا تملأ أبدًا حتى 50٪.
* المفسدات: المفسدات فعالة في تحسين نقل الأكسجين في جميع أنواع الثقافات.توصي بعض الشركات المصنعة باستخدام قوارير "فائقة الإنتاجية".تعمل المفسدات الموجودة في هذه القوارير على زيادة احتكاك السائل وقد لا يصل الشاكر إلى السرعة القصوى المحددة.
العلاقة بين السعة والسرعة
يمكن حساب قوة الطرد المركزي في شاكر باستخدام المعادلة التالية
FC = دورة في الدقيقة2× السعة
هناك علاقة خطية بين قوة الطرد المركزي والسعة: إذا استخدمت سعة 25 مم إلى سعة 50 مم (بنفس السرعة)، فإن قوة الطرد المركزي تزيد بعامل 2.
توجد علاقة مربعة بين قوة الطرد المركزي وسرعة الدوران.
إذا زادت السرعة بعامل 2 (نفس السعة)، تزيد قوة الطرد المركزي بعامل 4. وإذا زادت السرعة بعامل 3، تزيد قوة الطرد المركزي بعامل 9!
إذا كنت تستخدم سعة 25 ملم، احتضان بسرعة معينة.إذا كنت ترغب في تحقيق نفس قوة الطرد المركزي بسعة 50 مم، فيجب حساب سرعة الدوران على أنها الجذر التربيعي لـ 1/2، لذا يجب عليك استخدام 70% من سرعة الدوران لتحقيق نفس ظروف الحضانة.
يرجى ملاحظة أن ما ورد أعلاه ليس سوى طريقة نظرية لحساب قوة الطرد المركزي.هناك عوامل مؤثرة أخرى في التطبيقات الحقيقية.تعطي طريقة الحساب هذه قيمًا تقريبية للأغراض التشغيلية.
وقت النشر: 10 سبتمبر 2023