Kuinka valita oikea ravistimen amplitudi?
Mikä on ravistimen amplitudi?
Ravistimen amplitudi on paletin halkaisija pyörimisliikkeessä, jota joskus kutsutaan "värähtelyhalkaisijaksi" tai "radan halkaisijaksi" symbolilla: Ø. Radobio tarjoaa vakioravistimia amplitudeilla 3 mm, 25 mm, 26 mm ja 50 mm. Saatavilla on myös räätälöityjä ravistimia muilla amplitudikooilla.
Mikä on hapensiirtonopeus (OTR)?
Hapensiirtonopeus (OTR) on hapen siirtymisen tehokkuus ilmakehästä nesteeseen. Mitä korkeampi OTR-arvo on, sitä suurempi on hapensiirtotehokkuus.
Amplitudin ja pyörimisnopeuden vaikutus
Molemmat tekijät vaikuttavat viljelyalustan sekoittumiseen viljelypullossa. Mitä parempi sekoitus, sitä parempi hapensiirtonopeus (OTR). Näitä ohjeita noudattaen voidaan valita sopivin amplitudi ja pyörimisnopeus.
Yleisesti ottaen 25 mm:n tai 26 mm:n amplitudia voidaan käyttää yleisamplitudina kaikissa viljelysovelluksissa.
Bakteeri-, hiiva- ja sieniviljelmät:
Hapensiirto ravistelupulloissa on paljon tehottomampaa kuin bioreaktoreissa. Hapensiirto voi olla ravistelupulloviljelmien rajoittava tekijä useimmissa tapauksissa. Amplitudi liittyy erlenmeyerpullojen kokoon: suuremmissa pulloissa käytetään suurempia amplitudeja.
Suositus: 25 mm:n amplitudi 25 ml:n - 2000 ml:n erlenmeyerpulloille.
50 mm:n amplitudi 2000 ml:n - 5000 ml:n erlenmeyerpulloille.
Soluviljelmä:
* Nisäkässoluviljelmillä on suhteellisen alhainen hapentarve.
* 250 ml:n ravistuspulloille riittävä hapen toimitus voidaan varmistaa suhteellisen laajalla amplitudi- ja nopeusalueella (20–50 mm:n amplitudi; 100–300 rpm).
* Suuremman halkaisijan omaaville pulloille (Fernbach-pulloille) suositellaan 50 mm:n amplitudia.
* Jos käytetään kertakäyttöisiä viljelypusseja, suositellaan 50 mm:n amplitudia.
Mikrotiitterilevyt ja syväkuoppalevyt:
Mikrotiitterilevyillä ja syväkuoppalevyillä on kaksi eri menetelmää maksimaalisen hapensiirron saavuttamiseksi!
* 50 mm:n amplitudi vähintään 250 rpm:n nopeudella.
* Käytä 3 mm:n amplitudia nopeudella 800–1000 rpm.
Monissa tapauksissa, vaikka kohtuullinen amplitudi valittaisiin, se ei välttämättä lisää bioviljelytilavuutta, koska tilavuuden kasvuun voivat vaikuttaa useat tekijät. Esimerkiksi jos yksi tai kaksi kymmenestä tekijästä ei ole ihanteellisia, viljelytilavuuden kasvu on rajoitettua riippumatta siitä, kuinka hyviä muut tekijät ovat, tai voitaisiin väittää, että oikea amplitudin valinta johtaa huomattavaan kasvuun inkubaattorissa, jos ainoa viljelytilavuutta rajoittava tekijä on hapen toimitus. Esimerkiksi jos hiilen lähde on rajoittava tekijä, haluttua viljelytilavuutta ei saavuteta riippumatta siitä, kuinka hyvä hapensiirto on.
Amplitudi ja pyörimisnopeus
Sekä amplitudi että pyörimisnopeus voivat vaikuttaa hapen siirtymiseen. Jos soluviljelmiä kasvatetaan hyvin alhaisilla pyörimisnopeuksilla (esim. 100 rpm), amplitudin eroilla on vain vähän tai ei lainkaan havaittavaa vaikutusta hapen siirtymiseen. Korkeimman hapen siirtymisen saavuttamiseksi ensimmäinen askel on lisätä pyörimisnopeutta niin paljon kuin mahdollista, jolloin tarjotin tasapainottuu oikein nopeuden suhteen. Kaikki solut eivät voi kasvaa hyvin suurilla värähtelynopeuksilla, ja jotkut leikkausvoimille herkät solut voivat kuolla suurista pyörimisnopeuksista.
Muut vaikutteet
Muut tekijät voivat vaikuttaa hapen siirtymiseen:.
* Täyttötilavuus: Erlenmeyerpullojen tilavuuden tulee olla enintään kolmannes kokonaistilavuudesta. Jos halutaan maksimaalinen hapensiirto, täytä enintään 10 %. Älä koskaan täytä 50 %:iin.
* Spoilerit: Spoilerit parantavat tehokkaasti hapensiirtoa kaikentyyppisissä viljelmissä. Jotkut valmistajat suosittelevat "Ultra High Yield" -pullojen käyttöä. Näiden pullojen spoilerit lisäävät nesteen kitkaa, eivätkä ravistelija välttämättä saavuta asetettua enimmäisnopeutta.
Amplitudin ja nopeuden välinen korrelaatio
Ravistimen keskipakoisvoima voidaan laskea seuraavalla yhtälöllä
FC = rpm2× amplitudi
Keskipakoisvoiman ja amplitudin välillä on lineaarinen suhde: jos käytät 25 mm:n amplitudia 50 mm:n amplitudiin (samalla nopeudella), keskipakoisvoima kasvaa kertoimella 2.
Keskipakoisvoiman ja pyörimisnopeuden välillä on neliöllinen suhde.
Jos nopeutta lisätään kertoimella 2 (sama amplitudi), keskipakoisvoima kasvaa kertoimella 4. Jos nopeutta lisätään kertoimella 3, keskipakoisvoima kasvaa kertoimella 9!
Jos käytät 25 mm:n amplitudia, inkuboi tietyllä nopeudella. Jos haluat saavuttaa saman keskipakoisvoiman 50 mm:n amplitudilla, pyörimisnopeus tulee laskea puolen neliöjuurena, joten sinun tulisi käyttää 70 % pyörimisnopeudesta samojen inkubointiolosuhteiden saavuttamiseksi.
Huomaa, että yllä oleva on vain teoreettinen menetelmä keskipakoisvoiman laskemiseksi. Todellisissa sovelluksissa on muitakin vaikuttavia tekijöitä. Tämä laskentamenetelmä antaa likimääräisiä arvoja operatiivisiin tarkoituksiin.
Julkaisun aika: 03.01.2024