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如何正如何正确的选择摇床振幅?

时间:2022-04-12 浏览次数:1301

细胞培养作为生物实验的基础操作,在研究生的日常中占着相当大的分量。最近实验室新来的小师妹,就因为细胞培养的问题愁容满面。

 

 

师兄,为什么我培养的细胞生长速度都比较缓慢,存活率不高,这样下去什么时候才能做完实验呀?
没有污染的细胞速度生长缓慢,除了受到温度的影响外,还受氧气传递效率的影响。师妹你先检查一下是不是因为振荡培养箱的实际温度没有达到设定的温度,箱体内温度均一度不够导致的?其次你再看看振荡培养箱的转速有没有问题?
谢谢师兄,那我再去看看。

 

很多同学看到这里,可能会有很多疑惑,为什么振幅和转速这么重要,对细胞培养影响这么大呢?

 

其实这两个参数影响的是氧气传递速度。那他们之间具体有什么关联,我们又该如何正确的去选择合适的振荡培养箱呢?请继续往下看。

 

 
 
摇床的振幅

摇床的振幅指托盘在做圆周运动时候的直径,有时候我们也叫“振荡直径”或“轨道直径”,符号:Ø。作为标准,知楚提供振幅为26mm和50mm的摇床,同时可为客户提供其他尺寸振幅的定制摇床。

 
 
氧气传递效率(OTR)

氧气传递效率是指,氧气从大气中传入到液体中的效率。 OTR数值越高,氧传递效率越高。

 

这两个因素都会影响培养瓶中培养基的混合。 混合效果越好,氧传递速率(OTR)就越好。遵循这些指导原则,可以选择适合的振幅和转速。

 

一般来说,选择25mm或者26mm振幅可以作为万能振幅应用于所有培养。在一些应用中,如果对氧传递/细胞生长有限制,可能会选择一些其它的振幅。

 
 

振幅和转速

振幅和转速都会对氧传递造成影响。如果在转速很低(比如100rpm)的细胞培养中,振幅的不同对氧传递几乎没有明显影响。

 

要达到较高的氧传递效果,首先是尽可能的提高转速,托盘会适当的平衡转速。但并不是所有培养物都能够在高速振荡下良好生长,一些对剪切力敏感的培养物,高转速会导致培养物死亡。

 
 

其他因素的影响

装液量方面:锥形烧瓶的装液量为不超过总体积的三分之一。如果要达到最大氧传递,装液量不能超过10%。不要将装液量达到50%。

扰流板方面:在各类型的培养中,扰流板都有效提高氧传递。

 

有些厂家推荐使用“高产量”培养瓶。这种瓶的扰流板会增加液体摩擦力,摇床可能会达不到最大设定转速。

 
 

振幅和转速的关联关系

摇瓶中的离心力可以通过下面公式计算

FC=rpm2 ×振幅

 

离心力和振幅间存在线性关系:

如果使用25mm振幅 到 50mm振幅(转速相同),离心力增加了2倍。

 

离心力和转速存在平方关系:

如果转速提高到2倍(振幅相同),离心力提高4倍;如果转速提高到3倍,离心力则提高9倍;

 

如果用振幅25mm,在给定的速度下,进行培养;如果希望用振幅50mm,达到相同的离心力,转速应该用1/2的平方根计算,因此您应该使用70%的转速,达到近似相同的培养条件。

 

上述只是理论上的计算离心力的方法。现实应用中会有其他影响因素。这种计算方法可以得到近似值,供操作参考。

 

细菌,酵母和真菌培养:

若摇瓶中的氧气传递效率比生物反应器低得多,多数情况下氧传递可能是受摇瓶培养的限制,振幅则与锥形培养瓶的大小相关。如26mm振幅应用于从25毫升到2升的锥形培养瓶;50mm振幅应用于2升至5升的锥形培养瓶

 

细胞培养:

哺乳动物细胞培养对氧气的需求相对较低,较低的功率输入即可。对于250毫升摇瓶,在较为宽广的振幅和振速范围(20-60mm振幅;100-300rpm)都可以提供足够的氧气传递;如果直径较大的烧瓶(Fernbach烧瓶)推荐使用50毫米振幅;使用一次性培养袋,推荐使用50mm振幅。

 

微孔板和深孔板:

有两种不同的方法可以获得最大的氧传递速率。若50mm振幅,转速不低于250rpm;使用3mm振幅,转速在800-1000rpm。

 

如果你的小师妹也遇到了细胞培养方面的难题,请快来联系东锐科技吧。

 

 

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