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    技術文章

    如何正如何正確的選擇搖床振幅?

    時間:2022-04-12 瀏覽次數:761

    細胞培養作為生物實驗的基礎操作,在研究生的日常中占著相當大的分量。最近實驗室新來的小師妹,就因為細胞培養的問題愁容滿面。

     

     

    師兄,為什么我培養的細胞生長速度都比較緩慢,存活率不高,這樣下去什么時候才能做完實驗呀?
    沒有污染的細胞速度生長緩慢,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際溫度沒有達到設定的溫度,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有問題?
    謝謝師兄,那我再去看看。

     

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

     

    其實這兩個參數影響的是氧氣傳遞速度。那他們之間具體有什么關聯,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

    搖床的振幅指托盤在做圓周運動時候的直徑,有時候我們也叫“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,同時可為客戶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。

     

    這兩個因素都會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。

     

    一般來說,選擇25mm或者26mm振幅可以作為萬能振幅應用于所有培養。在一些應用中,如果對氧傳遞/細胞生長有限制,可能會選擇一些其它的振幅。

     
     

    振幅和轉速

    振幅和轉速都會對氧傳遞造成影響。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,托盤會適當的平衡轉速。但并不是所有培養物都能夠在高速振蕩下良好生長,一些對剪切力敏感的培養物,高轉速會導致培養物死亡。

     
     

    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10%。不要將裝液量達到50%。

    擾流板方面:在各類型的培養中,擾流板都有效提高氧傳遞。

     

    有些廠家推薦使用“高產量”培養瓶。這種瓶的擾流板會增加液體摩擦力,搖床可能會達不到最大設定轉速。

     
     

    振幅和轉速的關聯關系

    搖瓶中的離心力可以通過下面公式計算

    FC=rpm2 ×振幅

     

    離心力和振幅間存在線性關系:

    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實應用中會有其他影響因素。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。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,請快來聯系東銳科技吧。

     

     

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