Kako izbrati pravilno amplitudo stresalnika?
Kakšna je amplituda stresalnika?
Amplituda stresalnika je premer palete v krožnem gibanju, včasih imenovan simbol "premer nihanja" ali "premer tirnice": Ø. Radobio ponuja standardne stresalnike z amplitudami 3 mm, 25 mm, 26 mm in 50 mm. Na voljo so tudi stresalniki po meri z drugimi velikostmi amplitude.
Kaj je hitrost prenosa kisika (OTR)?
Hitrost prenosa kisika (OTR) je učinkovitost prenosa kisika iz atmosfere v tekočino. Višja kot je vrednost OTR, večja je učinkovitost prenosa kisika.
Vpliv amplitude in hitrosti vrtenja
Oba dejavnika vplivata na mešanje gojišča v bučki za gojenje. Boljše kot je mešanje, boljša je hitrost prenosa kisika (OTR). Z upoštevanjem teh smernic je mogoče izbrati najprimernejšo amplitudo in hitrost vrtenja.
Na splošno se lahko izbira amplitude 25 mm ali 26 mm uporabi kot univerzalna amplituda za vse aplikacije gojenja.
Bakterijske, kvasne in glivične kulture:
Prenos kisika v stresalnih bučkah je veliko manj učinkovit kot v bioreaktorjih. Prenos kisika je lahko v večini primerov omejujoč dejavnik za kulture v stresalnih bučkah. Amplituda je povezana z velikostjo erlenmajerice: večje bučke uporabljajo večje amplitude.
Priporočilo: amplituda 25 mm za erlenmajerice od 25 ml do 2000 ml.
Amplituda 50 mm za erlenmajerice od 2000 ml do 5000 ml.
Celična kultura:
* Celične kulture sesalcev imajo relativno nizko potrebo po kisiku.
* Pri 250 ml stresalnikih je mogoče zagotoviti zadostno dovajanje kisika v relativno širokem razponu amplitud in hitrosti (amplituda 20–50 mm; 100–300 vrt/min).
* Za bučke večjega premera (Fernbachove bučke) je priporočena amplituda 50 mm.
* Če uporabljate vrečke za enkratno uporabo, je priporočena amplituda 50 mm.
Mikrotitrske in globokomurne plošče:
Za mikrotitrske in globokomurne plošče obstajata dve različni metodi za doseganje maksimalnega prenosa kisika!
* Amplituda 50 mm pri hitrosti najmanj 250 vrt/min.
* Uporabite amplitudo 3 mm pri 800–1000 vrt/min.
V mnogih primerih, tudi če je izbrana razumna amplituda, morda ne bo povečala volumna biokulture, ker na povečanje volumna lahko vpliva več dejavnikov. Če na primer eden ali dva od desetih dejavnikov nista idealna, bo povečanje volumna kulture omejeno, ne glede na to, kako dobri so drugi dejavniki, ali pa bi lahko trdili, da bo pravilna izbira amplitude povzročila opazno povečanje inkubatorja, če je edini omejujoči dejavnik za volumen kulture dovajanje kisika. Če je na primer vir ogljika omejujoči dejavnik, ne glede na to, kako dober je prenos kisika, želenega volumna kulture ne bo mogoče doseči.
Amplituda in hitrost vrtenja
Tako amplituda kot hitrost vrtenja lahko vplivata na prenos kisika. Če celične kulture gojimo pri zelo nizkih hitrostih vrtenja (npr. 100 vrt/min), imajo razlike v amplitudi le malo ali nič opaznega vpliva na prenos kisika. Da bi dosegli največji prenos kisika, je prvi korak čim večje povečanje hitrosti vrtenja, pladenj pa bo ustrezno uravnotežen glede hitrosti. Vse celice ne morejo dobro rasti pri visokohitrostnih nihanjih, nekatere celice, ki so občutljive na strižne sile, pa lahko zaradi visokih hitrosti vrtenja umrejo.
Drugi vplivi
Na prenos kisika lahko vplivajo tudi drugi dejavniki:.
* Volumen polnjenja, erlenmajerice se smejo napolniti največ do ene tretjine celotne prostornine. Za doseganje največjega prenosa kisika jih napolnite največ do 10 %. Nikoli ne napolnite do 50 %.
* Spojlerji: Spojlerji so učinkoviti pri izboljšanju prenosa kisika v vseh vrstah kultur. Nekateri proizvajalci priporočajo uporabo bučk z "ultra visokim izkoristkom". Spojlerji na teh bučkah povečajo trenje tekočine in stresalnik morda ne bo dosegel največje nastavljene hitrosti.
Korelacija med amplitudo in hitrostjo
Centrifugalno silo v stresalniku lahko izračunamo z naslednjo enačbo
FC = vrtljaji na minuto2× amplituda
Med centrifugalno silo in amplitudo obstaja linearna povezava: če uporabite amplitudo 25 mm do amplitude 50 mm (pri enaki hitrosti), se centrifugalna sila poveča za faktor 2.
Med centrifugalno silo in hitrostjo vrtenja obstaja kvadratna povezava.
Če se hitrost poveča za faktor 2 (enaka amplituda), se centrifugalna sila poveča za faktor 4. Če se hitrost poveča za faktor 3, se centrifugalna sila poveča za faktor 9!
Če uporabljate amplitudo 25 mm, inkubirajte pri dani hitrosti. Če želite doseči enako centrifugalno silo z amplitudo 50 mm, je treba hitrost vrtenja izračunati kot kvadratni koren iz 1/2, zato morate za doseganje enakih inkubacijskih pogojev uporabiti 70 % hitrosti vrtenja.
Upoštevajte, da je zgoraj navedena metoda le teoretična za izračun centrifugalne sile. V resničnih aplikacijah obstajajo tudi drugi vplivni dejavniki. Ta metoda izračuna daje približne vrednosti za operativne namene.
Čas objave: 3. januar 2024