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技術(shù)文章

如何正如何正確的選擇搖床振幅?

更新時(shí)間:2022-04-13 瀏覽次數:3872

細胞培養作為生物實(shí)驗的基礎操作,在研究生的日常中占著(zhù)相當大的分量。最近實(shí)驗室新來(lái)的小師妹,就因為細胞培養的問(wèn)題愁容滿(mǎn)面。

 

 

師兄,為什么我培養的細胞生長(cháng)速度都比較緩慢,存活率不高,這樣下去什么時(shí)候才能做完實(shí)驗呀?
沒(méi)有污染的細胞速度生長(cháng)緩慢,除了受到溫度的影響外,還受氧氣傳遞效率的影響。師妹你先檢查一下是不是因為振蕩培養箱的實(shí)際溫度沒(méi)有達到設定的溫度,箱體內溫度均一度不夠導致的?其次你再看看振蕩培養箱的轉速有沒(méi)有問(wèn)題?
謝謝師兄,那我再去看看。

 

很多同學(xué)看到這里,可能會(huì )有很多疑惑,為什么振幅和轉速這么重要,對細胞培養影響這么大呢?

 

其實(shí)這兩個(gè)參數影響的是氧氣傳遞速度。那他們之間具體有什么關(guān)聯(lián),我們又該如何正確的去選擇合適的振蕩培養箱呢?請繼續往下看。

 

 
 
搖床的振幅

搖床的振幅指托盤(pán)在做圓周運動(dòng)時(shí)候的直徑,有時(shí)候我們也叫“振蕩直徑”或“軌道直徑”,符號:Ø。作為標準,知楚提供振幅為26mm和50mm的搖床,同時(shí)可為客戶(hù)提供其他尺寸振幅的定制搖床。

 
 
氧氣傳遞效率(OTR)

氧氣傳遞效率是指,氧氣從大氣中傳入到液體中的效率。 OTR數值越高,氧傳遞效率越高。

 

這兩個(gè)因素都會(huì )影響培養瓶中培養基的混合。 混合效果越好,氧傳遞速率(OTR)就越好。遵循這些指導原則,可以選擇適合的振幅和轉速。

 

一般來(lái)說(shuō),選擇25mm或者26mm振幅可以作為萬(wàn)能振幅應用于所有培養。在一些應用中,如果對氧傳遞/細胞生長(cháng)有限制,可能會(huì )選擇一些其它的振幅。

 
 

振幅和轉速

振幅和轉速都會(huì )對氧傳遞造成影響。如果在轉速很低(比如100rpm)的細胞培養中,振幅的不同對氧傳遞幾乎沒(méi)有明顯影響。

 

要達到較高的氧傳遞效果,首先是盡可能的提高轉速,托盤(pán)會(huì )適當的平衡轉速。但并不是所有培養物都能夠在高速振蕩下良好生長(cháng),一些對剪切力敏感的培養物,高轉速會(huì )導致培養物死亡。

 
 

其他因素的影響

裝液量方面:錐形燒瓶的裝液量為不超過(guò)總體積的三分之一。如果要達到最大氧傳遞,裝液量不能超過(guò)10%。不要將裝液量達到50%。

擾流板方面:在各類(lèi)型的培養中,擾流板都有效提高氧傳遞。

 

有些廠(chǎng)家推薦使用“高產(chǎn)量”培養瓶。這種瓶的擾流板會(huì )增加液體摩擦力,搖床可能會(huì )達不到最大設定轉速。

 
 

振幅和轉速的關(guān)聯(lián)關(guān)系

搖瓶中的離心力可以通過(guò)下面公式計算

FC=rpm2 ×振幅

 

離心力和振幅間存在線(xiàn)性關(guān)系:

如果使用25mm振幅 到 50mm振幅(轉速相同),離心力增加了2倍。

 

離心力和轉速存在平方關(guān)系:

如果轉速提高到2倍(振幅相同),離心力提高4倍;如果轉速提高到3倍,離心力則提高9倍;

 

如果用振幅25mm,在給定的速度下,進(jìn)行培養;如果希望用振幅50mm,達到相同的離心力,轉速應該用1/2的平方根計算,因此您應該使用70%的轉速,達到近似相同的培養條件。

 

上述只是理論上的計算離心力的方法?,F實(shí)應用中會(huì )有其他影響因素。這種計算方法可以得到近似值,供操作參考。

 

細菌,酵母和真菌培養:

若搖瓶中的氧氣傳遞效率比生物反應器低得多,多數情況下氧傳遞可能是受搖瓶培養的限制,振幅則與錐形培養瓶的大小相關(guān)。如26mm振幅應用于從25毫升到2升的錐形培養瓶;50mm振幅應用于2升至5升的錐形培養瓶

 

細胞培養:

哺乳動(dòng)物細胞培養對氧氣的需求相對較低,較低的功率輸入即可。對于250毫升搖瓶,在較為寬廣的振幅和振速范圍(20-60mm振幅;100-300rpm)都可以提供足夠的氧氣傳遞;如果直徑較大的燒瓶(Fernbach燒瓶)推薦使用50毫米振幅;使用一次性培養袋,推薦使用50mm振幅。

 

微孔板和深孔板:

有兩種不同的方法可以獲得最大的氧傳遞速率。若50mm振幅,轉速不低于250rpm;使用3mm振幅,轉速在800-1000rpm。

 

如果你的小師妹也遇到了細胞培養方面的難題,請快來(lái)聯(lián)系東銳科技吧。

 

 

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