¿Cómo elegir la amplitud correcta del agitador?
¿Cuál es la amplitud de un agitador?
La amplitud de un agitador es el diámetro de la paleta en movimiento circular, a veces llamado “diámetro de oscilación” o símbolo de “diámetro de pista”: Ø.Radobio ofrece agitadores estándar con amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm y 50 mm.También se encuentran disponibles agitadores personalizados con otros tamaños de amplitud.
¿Qué es la tasa de transferencia de oxígeno (OTR)?
La tasa de transferencia de oxígeno (OTR) es la eficiencia con la que el oxígeno se transfiere de la atmósfera al líquido.Cuanto mayor sea el valor de OTR, mayor será la eficiencia de transferencia de oxígeno.
Efecto de la amplitud y la velocidad de rotación
Ambos factores afectan la mezcla del medio en el matraz de cultivo.Cuanto mejor sea la mezcla, mejor será la tasa de transferencia de oxígeno (OTR).Siguiendo estas pautas se puede seleccionar la amplitud y velocidad de rotación más adecuadas.
En general, seleccionar una amplitud de 25 mm o 26 mm se puede utilizar como amplitud universal para todas las aplicaciones de cultivo.
Cultivos de bacterias, levaduras y hongos:
La transferencia de oxígeno en matraces agitados es mucho menos eficiente que en los biorreactores.La transferencia de oxígeno puede ser el factor limitante para los cultivos en matraces agitados en la mayoría de los casos.La amplitud está relacionada con el tamaño de los matraces cónicos: los matraces más grandes utilizan amplitudes mayores.
Recomendación: amplitud de 25 mm para matraces cónicos de 25 ml a 2000 ml.
Amplitud de 50 mm para matraces cónicos de 2000 ml a 5000 ml.
Cultivo de células:
* Los cultivos de células de mamíferos tienen un requerimiento de oxígeno relativamente bajo.
* Para matraces agitadores de 250 ml, se puede proporcionar suficiente suministro de oxígeno en un rango relativamente amplio de amplitudes y velocidades (amplitud de 20 a 50 mm; 100 a 300 rpm).
* Para matraces de mayor diámetro (matraces Fernbach) se recomienda una amplitud de 50 mm.
* Si se utilizan bolsas de cultivo desechables, se recomienda una amplitud de 50 mm.
Placas de microtitulación y pocillos profundos:
Para placas de microtitulación y de pocillos profundos, existen dos métodos diferentes para obtener la máxima transferencia de oxígeno.
* 50 mm de amplitud a una velocidad no inferior a 250 rpm.
* Utilice una amplitud de 3 mm a 800-1000 rpm.
En muchos casos, incluso si se elige una amplitud razonable, es posible que no aumente el volumen del biocultivo, porque el aumento de volumen puede verse influenciado por varios factores.Por ejemplo, si uno o dos de los diez factores no son ideales, entonces el aumento en el volumen de cultivo será limitado sin importar cuán buenos sean los otros factores, o se podría argumentar que la elección correcta de la amplitud resultará en un aumento notable. en la incubadora si el único factor limitante para el volumen de cultivo es el suministro de oxígeno.Por ejemplo, si la fuente de carbono es el factor limitante, no importa qué tan buena sea la transferencia de oxígeno, no se logrará el volumen de cultivo deseado.
Amplitud y velocidad de rotación
Tanto la amplitud como la velocidad de rotación pueden tener un efecto sobre la transferencia de oxígeno.Si los cultivos celulares se cultivan a velocidades de rotación muy bajas (p. ej., 100 rpm), las diferencias de amplitud tienen poco o ningún efecto perceptible sobre la transferencia de oxígeno.Para lograr la mayor transferencia de oxígeno, el primer paso es aumentar la velocidad de rotación tanto como sea posible, y la bandeja estará adecuadamente equilibrada para la velocidad.No todas las células pueden crecer bien con oscilaciones de alta velocidad, y algunas células que son sensibles a las fuerzas de corte pueden morir debido a altas velocidades de rotación.
Otras influencias
Otros factores pueden afectar la transferencia de oxígeno:
* Volumen de llenado, los matraces cónicos no deben llenarse más de un tercio del volumen total.Si se desea lograr la máxima transferencia de oxígeno, llene hasta no más del 10 %.Nunca llene al 50%.
* Spoilers: Los spoilers son eficaces para mejorar la transferencia de oxígeno en todo tipo de cultivos.Algunos fabricantes recomiendan el uso de matraces de "ultra alto rendimiento".Los spoilers de estos matraces aumentan la fricción del líquido y es posible que el agitador no alcance la velocidad máxima establecida.
Correlación entre amplitud y velocidad.
La fuerza centrífuga en un agitador se puede calcular usando la siguiente ecuación
FC = rpm2× amplitud
Existe una relación lineal entre la fuerza centrífuga y la amplitud: si utiliza una amplitud de 25 mm a una amplitud de 50 mm (a la misma velocidad), la fuerza centrífuga aumenta en un factor de 2.
Existe una relación cuadrada entre la fuerza centrífuga y la velocidad de rotación.
Si la velocidad aumenta en un factor de 2 (misma amplitud), la fuerza centrífuga aumenta en un factor de 4. Si la velocidad aumenta en un factor de 3, la fuerza centrífuga aumenta en un factor de 9.
Si utiliza una amplitud de 25 mm, incube a una velocidad determinada.Si desea lograr la misma fuerza centrífuga con una amplitud de 50 mm, la velocidad de rotación debe calcularse como la raíz cuadrada de 1/2, por lo que debe utilizar el 70 % de la velocidad de rotación para lograr las mismas condiciones de incubación.
Tenga en cuenta que lo anterior es sólo un método teórico para calcular la fuerza centrífuga.Hay otros factores que influyen en las aplicaciones reales.Este método de cálculo proporciona valores aproximados para fines operativos.
Hora de publicación: 10 de septiembre de 2023