Як вибрати правильну амплітуду шейкера?
Яка амплітуда коливань шейкера?
Амплітуда коливань шейкера – це діаметр піддону під час кругового руху, який іноді називають символом «діаметр коливань» або «діаметр доріжки»: Ø. Radobio пропонує стандартні шейкери з амплітудою 3 мм, 25 мм, 26 мм та 50 мм. Також доступні шейкери на замовлення з іншими розмірами амплітуди.
Що таке швидкість переносу кисню (ШПК)?
Швидкість переносу кисню (ШПК) – це ефективність переносу кисню з атмосфери в рідину. Чим вище значення ШПК, тим вища ефективність переносу кисню.
Вплив амплітуди та швидкості обертання
Обидва ці фактори впливають на перемішування середовища в культуральній колбі. Чим краще перемішування, тим краща швидкість перенесення кисню (ШПК). Дотримуючись цих рекомендацій, можна вибрати найбільш підходящу амплітуду та швидкість обертання.
Загалом, вибір амплітуди 25 мм або 26 мм може бути універсальним значенням для всіх застосувань культивування.
Бактеріальні, дріжджові та грибкові культури:
Перенесення кисню в колбах для струшування набагато менш ефективне, ніж у біореакторах. У більшості випадків перенесення кисню може бути обмежувальним фактором для культур у колбах для струшування. Амплітуда пов'язана з розміром конічних колб: більші колби використовують більші амплітуди.
Рекомендація: амплітуда 25 мм для конічних колб об'ємом від 25 мл до 2000 мл.
Амплітуда 50 мм для конічних колб об'ємом від 2000 мл до 5000 мл.
Культура клітин:
* Культури клітин ссавців мають відносно низьку потребу в кисні.
* Для колб-шейкерів об'ємом 250 мл достатня подача кисню може бути забезпечена у відносно широкому діапазоні амплітуд та швидкостей (амплітуда 20-50 мм; 100-300 об/хв).
* Для колб більшого діаметра (колб Фернбаха) рекомендується амплітуда 50 мм.
* Якщо використовуються одноразові пакети для культивування, рекомендується амплітуда 50 мм.
Мікротитраційні та глибоколункові планшети:
Для мікротитровальних та глибоколункових планшетів існує два різних методи досягнення максимального переносу кисню!
* Амплітуда 50 мм при швидкості не менше 250 об/хв.
* Використовуйте амплітуду 3 мм при 800-1000 об/хв.
У багатьох випадках, навіть якщо обрано розумну амплітуду, це може не збільшити об'єм біокультури, оскільки на збільшення об'єму може впливати кілька факторів. Наприклад, якщо один або два з десяти факторів не ідеальні, то збільшення об'єму культури буде обмеженим, незалежно від того, наскільки хороші інші фактори, або можна стверджувати, що правильний вибір амплітуди призведе до помітного збільшення інкубатора, якщо єдиним обмежувальним фактором для об'єму культури є доставка кисню. Наприклад, якщо джерело вуглецю є обмежувальним фактором, то незалежно від того, наскільки хороший перенос кисню, бажаний об'єм культури не буде досягнутий.
Амплітуда та швидкість обертання
Як амплітуда, так і швидкість обертання можуть впливати на перенесення кисню. Якщо клітинні культури вирощуються при дуже низьких швидкостях обертання (наприклад, 100 об/хв), різниця в амплітуді має незначний або взагалі не має помітного впливу на перенесення кисню. Щоб досягти найвищого перенесення кисню, першим кроком є максимально можливе збільшення швидкості обертання, і лоток буде належним чином збалансований за швидкістю. Не всі клітини можуть добре рости при високошвидкісних коливаннях, а деякі клітини, чутливі до сил зсуву, можуть загинути від високих швидкостей обертання.
Інші впливи
Інші фактори можуть впливати на перенесення кисню:.
* Об'єм заповнення: конічні колби слід заповнювати не більше ніж на одну третину від загального об'єму. Щоб досягти максимального переносу кисню, заповнюйте не більше ніж на 10%. Ніколи не заповнюйте до 50%.
* Спойлери: Спойлери ефективно покращують перенесення кисню у всіх типах культур. Деякі виробники рекомендують використовувати колби «надвисокої продуктивності». Спойлери на цих колбах збільшують тертя рідини, і шейкер може не досягти максимальної встановленої швидкості.
Кореляція між амплітудою та швидкістю
Відцентрову силу у шейкері можна розрахувати за допомогою наступного рівняння
FC = об/хв2× амплітуда
Існує лінійна залежність між відцентровою силою та амплітудою: якщо використовувати амплітуду 25 мм та 50 мм (з однаковою швидкістю), відцентрова сила збільшується вдвічі.
Між відцентровою силою та швидкістю обертання існує квадратична залежність.
Якщо швидкість збільшити в 2 рази (та ж амплітуда), відцентрова сила збільшиться в 4 рази. Якщо швидкість збільшити в 3 рази, відцентрова сила збільшиться в 9 разів!
Якщо ви використовуєте амплітуду 25 мм, інкубуйте з заданою швидкістю. Якщо ви хочете досягти такої ж відцентрової сили з амплітудою 50 мм, швидкість обертання слід розраховувати як квадратний корінь з 1/2, тому вам слід використовувати 70% швидкості обертання для досягнення тих самих умов інкубації.
Зверніть увагу, що вищезазначене є лише теоретичним методом розрахунку відцентрової сили. У реальних застосуваннях існують інші фактори впливу. Цей метод розрахунку дає приблизні значення для експлуатаційних цілей.
Час публікації: 03 січня 2024 р.