¿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 "diámetro de pista" (símbolo Ø). Radobio ofrece agitadores estándar con amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm y 50 mm. También disponemos de agitadores personalizados con otras amplitudes.
¿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 la velocidad de rotación más adecuadas.
En general, la selección de 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 de agitación es mucho menos eficiente que en biorreactores. En la mayoría de los casos, la transferencia de oxígeno puede ser el factor limitante para los cultivos en matraces de agitación. 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 celular:
* Los cultivos de células de mamíferos tienen requerimientos de oxígeno relativamente bajos.
* Para matraces agitadores de 250 ml, se puede proporcionar un suministro de oxígeno suficiente 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 las placas de microtitulación y de pocillos profundos hay dos métodos diferentes para obtener la máxima transferencia de oxígeno.
* Amplitud de 50 mm a una velocidad no inferior a 250 rpm.
* Utilice una amplitud de 3 mm a 800-1000 rpm.
En muchos casos, incluso con una amplitud razonable, es posible que no se incremente el volumen del biocultivo, ya que este puede verse influenciado por diversos factores. Por ejemplo, si uno o dos de los diez factores no son ideales, el aumento del volumen del cultivo será limitado, independientemente de la calidad de los demás factores. También se podría argumentar que la elección correcta de la amplitud resultará en un aumento notable del volumen de la incubadora si el único factor limitante para el volumen del cultivo es el aporte de oxígeno. Por ejemplo, si la fuente de carbono es el factor limitante, por muy buena que sea la transferencia de oxígeno, no se alcanzará el volumen de cultivo deseado.
Amplitud y velocidad de rotación
Tanto la amplitud como la velocidad de rotación pueden afectar 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 un efecto mínimo o nulo en la transferencia de oxígeno. Para lograr la máxima transferencia de oxígeno, el primer paso es aumentar la velocidad de rotación al máximo, y la bandeja estará correctamente equilibrada para la velocidad. No todas las células crecen bien con oscilaciones de alta velocidad, y algunas células sensibles a las fuerzas de cizallamiento pueden morir a causa de altas velocidades de rotación.
Otras influencias
Otros factores pueden tener un efecto sobre la transferencia de oxígeno:
* Volumen de llenado: los matraces cónicos no deben llenarse a más de un tercio de su volumen total. Para lograr la máxima transferencia de oxígeno, llénelos hasta un máximo del 10 %. Nunca los 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 el agitador podría no alcanzar la velocidad máxima establecida.
Correlación entre amplitud y velocidad
La fuerza centrífuga en un agitador se puede calcular utilizando la siguiente ecuación
FC = rpm2× amplitud
Existe una relación lineal entre la fuerza centrífuga y la amplitud: si se utiliza una amplitud de 25 mm en una amplitud de 50 mm (a la misma velocidad), la fuerza centrífuga aumenta en un factor de 2.
Existe una relación cuadrática 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 solo un método teórico para calcular la fuerza centrífuga. Existen otros factores influyentes en aplicaciones reales. Este método de cálculo proporciona valores aproximados para fines operativos.
Hora de publicación: 03-ene-2024