Comment optimiser les taux de transfert d'oxygène dans un shaker de laboratoire?

Les ingénieurs biochimistes qui développent des fermentations microbiennes ou des cultures de levure se heurtent souvent à un mur métabolique : "Pourquoi mes cellules atteignent-elles un plateau au début de leur cycle de croissance malgré l'abondance de nutriments dans le milieu ?" Le coupable est presque toujours le manque d’oxygène. Comment les techniciens de laboratoire peuvent-ils manipuler leuragitateur orbitalparamètres et sélection du flacon à l'intérieur d'unagitateur de laboratoiremaximiser le taux de transfert d'oxygène (OTR) ?

Pour maximiser le taux de transfert d’oxygène dans une culture liquide, vous devez augmenter le rapport surface/volume du fluide. Ceci est réalisé en augmentant la vitesse de rotation de votreagitateur orbital, en utilisant des flacons à chicanes spécialisés au lieu de flacons Erlenmeyer à parois lisses et en limitant votre volume de remplissage de liquide à moins de 20 % de la capacité totale du flacon. Lorsque ces facteurs sont optimisés dans un système à grande vitesseagitateur d'incubateur, l'agitation intensive du fluide augmente considérablement les échanges gazeux, fournissant à vos cultures les niveaux d'oxygène nécessaires à la production maximale de biomasse.

Les organismes aérobies commeE. coliet la levure a besoin d’énormes quantités d’oxygène dissous pour maintenir une croissance rapide en phase logarithmique. Si la demande en oxygène de la culture dépasse la vitesse à laquelle le gaz se dissout dans le liquide, les cellules passent aux voies anaérobies, produisant des sous-produits toxiques comme l'acétate qui retardent la croissance.

Le principal mécanisme d’oxygénation chez unagitateur de laboratoireest la création d’une onde fluide qui balaie la paroi interne du flacon de culture. Un avancéagitateur orbitalgénère une force centrifuge continue qui répartit le liquide en un film mince. Ce film mince réduit considérablement la distance que les molécules d’oxygène doivent parcourir pour se dissoudre dans le milieu central. En augmentant la vitesse de votreagitateur d'incubateurde 150 tr/min à 300 tr/min, vous augmentez de manière exponentielle cette surface liquide, dépassant ainsi les limitations précédentes de transfert d'oxygène.

Tout en augmentant la vitesse de votreagitateur de laboratoireest très efficace, la combinaison de cette vitesse avec une géométrie de flacon spécialisée offre les rendements les plus élevés. Les flacons à chicanes présentent des indentations dans la base en verre qui perturbent physiquement le chemin circulaire fluide du fluide. Comme leagitateur orbitalpousse le liquide contre ces déflecteurs, l'onde de fluide est brisée en un vortex très turbulent et éclaboussant. Cette turbulence agressive emprisonne les bulles d'air et les entraîne profondément dans le milieu de culture, multipliant considérablement la teneur en oxygène dissous par rapport aux flacons standard à fond lisse.

Un autre facteur critique que les responsables de laboratoire négligent souvent est le volume de liquide de remplissage. Verser trop de milieu dans un ballon étouffe les échanges gazeux car la couche de fluide devient trop épaisse pour être aérée efficacement. Pour atteindre le pic OTR à l'intérieur de votreagitateur d'incubateur, maintenez les volumes de remplissage entre 15 % et 20 % du volume total du récipient. Parce que cette stratégie nécessite d'utiliser plus de flacons pour obtenir le même volume total de produit, votreagitateur de laboratoiredoit être doté d'un mécanisme d'entraînement robuste capable de gérer des plates-formes entièrement chargées et de grande capacité sans s'épuiser.

Surmonter les limitations en oxygène est la clé pour obtenir des cultures cellulaires à haute densité. En optimisant la géométrie de votre flacon, en maintenant de faibles volumes de remplissage et en utilisant unagitateur orbital, vous offrez à vos cultures un environnement aéré parfait. Assurez-vous que votre laboratoire dispose de la puissance et de la durabilité requises pour les protocoles d'aération intenses en investissant dans un leader de l'industrie.agitateur d'incubateursystème de Senova.