כיצד לבחור את משרעת השייקר הנכונה?
מהי אמפליטודה של שייקר?
אמפליטודה של מנער היא קוטר המשטח בתנועה מעגלית, המכונה לעיתים סמל "קוטר התנודה" או "קוטר המסילה": Ø. רדוביו מציעה מנערים סטנדרטיים עם אמפליטודות של 3 מ"מ, 25 מ"מ, 26 מ"מ ו-50 מ"מ. מנערים מותאמים אישית עם גדלי אמפליטודה אחרים זמינים גם כן.
מהו קצב העברת חמצן (OTR)?
קצב העברת חמצן (OTR) הוא יעילות העברת החמצן מהאטמוספרה לנוזל. ככל שערך ה-OTR גבוה יותר, כך יעילות העברת החמצן גבוהה יותר.
השפעת משרעת ומהירות סיבוב
שני גורמים אלה משפיעים על ערבוב המדיום בבקבוק התרבית. ככל שהערבוב טוב יותר, כך קצב העברת החמצן (OTR) טוב יותר. בהתאם להנחיות אלה, ניתן לבחור את האמפליטודה ומהירות הסיבוב המתאימים ביותר.
באופן כללי, בחירת משרעת של 25 מ"מ או 26 מ"מ יכולה לשמש כמשרעת אוניברסלית עבור כל יישומי התרבית.
תרביות חיידקים, שמרים ופטריות:
העברת חמצן בבקבוקי רועד יעילה הרבה פחות מאשר בביו-ריאקטורים. העברת חמצן עשויה להיות הגורם המגביל עבור תרביות בקבוקי רועד ברוב המקרים. האמפליטודה קשורה לגודל הבקבוקים החרוטים: בקבוקים גדולים יותר משתמשים באמפליטודות גדולות יותר.
המלצה: משרעת של 25 מ"מ עבור צלוחיות חרוטיות בנפח של 25 מ"ל עד 2000 מ"ל.
משרעת של 50 מ"מ עבור צלוחיות חרוטיות מ-2000 מ"ל עד 5000 מ"ל.
תרבית תאים:
* לתרבית תאים של יונקים דרישת חמצן נמוכה יחסית.
עבור בקבוקי שייקר של 250 מ"ל, ניתן לספק אספקת חמצן מספקת על פני טווח רחב יחסית של אמפליטודות ומהירויות (אמפליטודה של 20-50 מ"מ; 100-300 סל"ד).
* עבור צלוחיות בקוטר גדול יותר (צלוחיות פרנבך) מומלצת אמפליטודה של 50 מ"מ.
* אם משתמשים בשקיות תרבית חד פעמיות, מומלץ להשתמש באמפליטודה של 50 מ"מ.
מיקרוטיטר ולוחות עמוקים:
עבור מיקרוטיטר ופלטות עמוקות ישנן שתי שיטות שונות להשגת העברת חמצן מקסימלית!
* משרעת של 50 מ"מ במהירות של לא פחות מ-250 סל"ד.
* השתמש במשרעת של 3 מ"מ במהירות של 800-1000 סל"ד.
במקרים רבים, גם אם נבחרה אמפליטודה סבירה, ייתכן שהיא לא תגדיל את נפח התרבות הביולוגית, מכיוון שהעלייה בנפח יכולה להיות מושפעת ממספר גורמים. לדוגמה, אם אחד או שניים מתוך עשרת הגורמים אינם אידיאליים, אז העלייה בנפח התרבות תהיה מוגבלת ללא קשר לטובתם של הגורמים האחרים, או שניתן לטעון שבחירת אמפליטודה נכונה תביא לעלייה ניכרת באינקובטור אם הגורם המגביל היחיד לנפח התרבות הוא אספקת חמצן. לדוגמה, אם מקור הפחמן הוא הגורם המגביל, ללא קשר לטובת העברת החמצן, נפח התרבות הרצוי לא יושג.
משרעת ומהירות סיבוב
גם אמפליטודה וגם מהירות סיבוב יכולות להשפיע על העברת החמצן. אם תרביות תאים מגודלות במהירויות סיבוב נמוכות מאוד (למשל, 100 סל"ד), להבדלים באמפליטודה יש השפעה מועטה או ללא השפעה מורגשת על העברת החמצן. כדי להשיג את העברת החמצן הגבוהה ביותר, הצעד הראשון הוא להגביר את מהירות הסיבוב ככל האפשר, והמגש יהיה מאוזן כראוי מבחינת מהירות. לא כל התאים יכולים לגדול היטב עם תנודות במהירות גבוהה, וחלק מהתאים הרגישים לכוחות גזירה עלולים למות ממהירויות סיבוב גבוהות.
השפעות אחרות
גורמים נוספים יכולים להשפיע על העברת החמצן:.
* נפח מילוי, יש למלא בקבוקים חרוטיים עד לא יותר משליש מהנפח הכולל. אם רוצים להשיג מעבר חמצן מקסימלי, יש למלא אותם עד לא יותר מ-10%. לעולם אין למלא עד 50%.
* ספוילרים: ספוילרים יעילים בשיפור העברת החמצן בכל סוגי התרביות. חלק מהיצרנים ממליצים על שימוש בבקבוקים בעלי תפוקה גבוהה במיוחד. הספוילרים בבקבוקים אלה מגבירים את חיכוך הנוזל וייתכן שהמנער לא יגיע למהירות המרבית שנקבעה.
מתאם בין משרעת למהירות
ניתן לחשב את הכוח הצנטריפוגלי במנער באמצעות המשוואה הבאה
FC = סל"ד2× משרעת
יש קשר ליניארי בין כוח צנטריפוגלי למשרעת: אם משתמשים במשרעת של 25 מ"מ עם משרעת של 50 מ"מ (באותה מהירות), הכוח הצנטריפוגלי גדל פי 2.
קיים יחס ריבועי בין כוח צנטריפוגלי למהירות סיבוב.
אם מגדילים את המהירות פי 2 (אותה אמפליטודה), הכוח הצנטריפוגלי גדל פי 4. אם מגדילים את המהירות פי 3, הכוח הצנטריפוגלי גדל פי 9!
אם משתמשים באמפליטודה של 25 מ"מ, יש לדגור במהירות נתונה. אם רוצים להשיג את אותו כוח צנטריפוגלי עם אמפליטודה של 50 מ"מ, יש לחשב את מהירות הסיבוב כשורש ריבועי של 1/2, כך שעליכם להשתמש ב-70% ממהירות הסיבוב כדי להשיג את אותם תנאי דגירה.
שימו לב כי האמור לעיל הוא רק שיטה תיאורטית לחישוב כוח צנטריפוגלי. ישנם גורמי השפעה נוספים ביישומים אמיתיים. שיטת חישוב זו נותנת ערכים מקורבים למטרות תפעוליות.
זמן פרסום: ינואר-03-2024