Comment choisir la bonne amplitude du shaker ?
Quelle est l'amplitude d'un shaker ?
L'amplitude d'un secoueur est le diamètre de la palette en mouvement circulaire, parfois appelé symbole « diamètre d'oscillation » ou « diamètre de piste » : Ø.Radobio propose des agitateurs standards avec des amplitudes de 3 mm, 25 mm, 26 mm et 50 mm.Des agitateurs personnalisés avec d’autres tailles d’amplitude sont également disponibles.
Qu’est-ce que le taux de transfert d’oxygène (OTR) ?
Le taux de transfert d'oxygène (OTR) est l'efficacité du transfert de l'oxygène de l'atmosphère vers le liquide.Plus la valeur OTR est élevée, plus l’efficacité du transfert d’oxygène est élevée.
Effet de l'amplitude et de la vitesse de rotation
Ces deux facteurs affectent le mélange du milieu dans le flacon de culture.Plus le mélange est bon, meilleur est le taux de transfert d'oxygène (OTR).En suivant ces directives, l'amplitude et la vitesse de rotation les plus appropriées peuvent être sélectionnées.
En général, la sélection d’une amplitude de 25 mm ou 26 mm peut être utilisée comme amplitude universelle pour toutes les applications de culture.
Cultures bactériennes, de levures et fongiques :
Le transfert d’oxygène dans les flacons agités est beaucoup moins efficace que dans les bioréacteurs.Le transfert d’oxygène peut être le facteur limitant pour les cultures en flacon agité dans la plupart des cas.L'amplitude est liée à la taille des flacons coniques : les flacons plus grands utilisent des amplitudes plus grandes.
Préconisation : amplitude 25mm pour flacons coniques de 25ml à 2000ml.
Amplitude de 50 mm pour flacons coniques de 2000 ml à 5000 ml.
Culture de cellules:
* La culture de cellules de mammifères a un besoin en oxygène relativement faible.
* Pour les flacons agitateurs de 250 ml, un apport suffisant en oxygène peut être fourni sur une plage relativement large d'amplitudes et de vitesses (amplitude de 20 à 50 mm ; 100 à 300 tr/min).
* Pour les flacons de plus grand diamètre (flacons Fernbach), une amplitude de 50 mm est recommandée.
* Si des sacs de culture jetables sont utilisés, une amplitude de 50 mm est recommandée.
Plaques de microtitrage et plaques à puits profonds :
Pour les plaques de microtitration et les plaques à puits profonds, il existe deux méthodes différentes pour obtenir un transfert d’oxygène maximal !
* Amplitude de 50 mm à une vitesse d'au moins 250 tr/min.
* Utilisez une amplitude de 3 mm à 800-1 000 tr/min.
Dans de nombreux cas, même si une amplitude raisonnable est choisie, elle peut ne pas augmenter le volume de la bioculture, car l'augmentation du volume peut être influencée par plusieurs facteurs.Par exemple, si un ou deux des dix facteurs ne sont pas idéaux, alors l’augmentation du volume de culture sera limitée quelle que soit la qualité des autres facteurs, ou on pourrait affirmer que le choix correct de l’amplitude entraînera une augmentation notable. dans l'incubateur si le seul facteur limitant le volume de culture est l'apport d'oxygène.Par exemple, si la source de carbone est le facteur limitant, quelle que soit la qualité du transfert d’oxygène, le volume de culture souhaité ne sera pas atteint.
Amplitude et vitesse de rotation
L’amplitude et la vitesse de rotation peuvent avoir un effet sur le transfert d’oxygène.Si les cultures cellulaires sont cultivées à des vitesses de rotation très faibles (par exemple 100 tr/min), les différences d'amplitude ont peu ou pas d'effet notable sur le transfert d'oxygène.Pour obtenir le transfert d'oxygène le plus élevé, la première étape consiste à augmenter la vitesse de rotation autant que possible, et le plateau sera correctement équilibré en termes de vitesse.Toutes les cellules ne peuvent pas bien se développer avec des oscillations à grande vitesse, et certaines cellules sensibles aux forces de cisaillement peuvent mourir à cause de vitesses de rotation élevées.
Autres influences
D'autres facteurs peuvent avoir un effet sur le transfert d'oxygène :.
* Volume de remplissage, les fioles coniques ne doivent pas être remplies à plus d'un tiers du volume total.Si un transfert d'oxygène maximal doit être atteint, ne remplissez pas à plus de 10 %.Ne remplissez jamais à 50 %.
* Spoilers : Les spoilers sont efficaces pour améliorer le transfert d’oxygène dans tous les types de cultures.Certains fabricants recommandent l’utilisation de flacons « Ultra High Yield ».Les spoilers sur ces flacons augmentent la friction du liquide et le shaker peut ne pas atteindre la vitesse maximale définie.
Corrélation entre amplitude et vitesse
La force centrifuge dans un shaker peut être calculée à l'aide de l'équation suivante
FC = tr/min2× amplitude
Il existe une relation linéaire entre la force centrifuge et l'amplitude : si vous utilisez une amplitude de 25 mm à une amplitude de 50 mm (à la même vitesse), la force centrifuge augmente d'un facteur 2.
Il existe une relation carrée entre la force centrifuge et la vitesse de rotation.
Si la vitesse est multipliée par 2 (même amplitude), la force centrifuge augmente par un facteur 4. Si la vitesse est augmentée par un facteur 3, la force centrifuge augmente par un facteur 9 !
Si vous utilisez une amplitude de 25 mm, incubez à une vitesse donnée.Si vous souhaitez obtenir la même force centrifuge avec une amplitude de 50 mm, la vitesse de rotation doit être calculée comme la racine carrée de 1/2, vous devez donc utiliser 70 % de la vitesse de rotation pour obtenir les mêmes conditions d'incubation.
Veuillez noter que ce qui précède n'est qu'une méthode théorique de calcul de la force centrifuge.Il existe d'autres facteurs d'influence dans les applications réelles.Cette méthode de calcul donne des valeurs approximatives à des fins opérationnelles.
Heure de publication : 10 septembre 2023