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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(shù):4073

細(xì)胞培養(yǎng)作為生物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)操作,在研究生的日常中占著相當(dāng)大的分量。最近實(shí)驗(yàn)室新來的小師妹,就因?yàn)榧?xì)胞培養(yǎng)的問題愁容滿面。

 

 

師兄,為什么我培養(yǎng)的細(xì)胞生長速度都比較緩慢,存活率不高,這樣下去什么時(shí)候才能做完實(shí)驗(yàn)呀?
沒有污染的細(xì)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?yàn)檎袷幣囵B(yǎng)箱的實(shí)際溫度沒有達(dá)到設(shè)定的溫度,箱體內(nèi)溫度均一度不夠?qū)е碌模科浯文阍倏纯凑袷幣囵B(yǎng)箱的轉(zhuǎn)速有沒有問題?
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(zhuǎn)速這么重要,對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)影響這么大呢?

 

其實(shí)這兩個(gè)參數(shù)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(yǎng)箱呢?請(qǐng)繼續(xù)往下看。

 

 
 
搖床的振幅

搖床的振幅指托盤在做圓周運(yùn)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(hào):Ø。作為標(biāo)準(zhǔn),知楚提供振幅為26mm和50mm的搖床,同時(shí)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(shù)值越高,氧傳遞效率越高。

 

這兩個(gè)因素都會(huì)影響培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)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(dǎo)原則,可以選擇適合的振幅和轉(zhuǎn)速。

 

一般來說,選擇25mm或者26mm振幅可以作為萬能振幅應(yīng)用于所有培養(yǎng)。在一些應(yīng)用中,如果對(duì)氧傳遞/細(xì)胞生長有限制,可能會(huì)選擇一些其它的振幅。

 
 

振幅和轉(zhuǎn)速

振幅和轉(zhuǎn)速都會(huì)對(duì)氧傳遞造成影響。如果在轉(zhuǎn)速很低(比如100rpm)的細(xì)胞培養(yǎng)中,振幅的不同對(duì)氧傳遞幾乎沒有明顯影響。

 

要達(dá)到較高的氧傳遞效果,首先是盡可能的提高轉(zhuǎn)速,托盤會(huì)適當(dāng)?shù)钠胶廪D(zhuǎn)速。但并不是所有培養(yǎng)物都能夠在高速振蕩下良好生長,一些對(duì)剪切力敏感的培養(yǎng)物,高轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)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(dá)到最大氧傳遞,裝液量不能超過10%。不要將裝液量達(dá)到50%。

擾流板方面:在各類型的培養(yǎng)中,擾流板都有效提高氧傳遞。

 

有些廠家推薦使用“高產(chǎn)量”培養(yǎng)瓶。這種瓶的擾流板會(huì)增加液體摩擦力,搖床可能會(huì)達(dá)不到最大設(shè)定轉(zhuǎn)速。

 
 

振幅和轉(zhuǎn)速的關(guān)聯(lián)關(guān)系

搖瓶中的離心力可以通過下面公式計(jì)算

FC=rpm2 ×振幅

 

離心力和振幅間存在線性關(guān)系:

如果使用25mm振幅 到 50mm振幅(轉(zhuǎn)速相同),離心力增加了2倍。

 

離心力和轉(zhuǎn)速存在平方關(guān)系:

如果轉(zhuǎn)速提高到2倍(振幅相同),離心力提高4倍;如果轉(zhuǎn)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(yǎng);如果希望用振幅50mm,達(dá)到相同的離心力,轉(zhuǎn)速應(yīng)該用1/2的平方根計(jì)算,因此您應(yīng)該使用70%的轉(zhuǎn)速,達(dá)到近似相同的培養(yǎng)條件。

 

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

 

細(xì)菌,酵母和真菌培養(yǎng):

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

 

細(xì)胞培養(yǎng):

哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)氧氣的需求相對(duì)較低,較低的功率輸入即可。對(duì)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(yǎng)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(zhuǎn)速不低于250rpm;使用3mm振幅,轉(zhuǎn)速在800-1000rpm。

 

如果你的小師妹也遇到了細(xì)胞培養(yǎng)方面的難題,請(qǐng)快來聯(lián)系東銳科技吧。

 

 

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