چگونه می توانم نرخ انتقال اکسیژن را در شیکر آزمایشگاهی بهینه کنم؟

مهندسان بیوشیمی که تخمیر میکروبی یا کشت مخمر را افزایش می‌دهند، اغلب به دیواره متابولیک برخورد می‌کنند: "چرا سلول‌های من در اوایل چرخه رشد خود به فلات برخورد می‌کنند، علی‌رغم وجود مواد مغذی فراوان در محیط‌ها؟" مقصر تقریباً همیشه گرسنگی اکسیژن است. چگونه تکنسین های آزمایشگاهی می توانند آنها را دستکاری کنندتکان دهنده مداریتنظیمات و انتخاب فلاسک داخل aشیکر آزمایشگاهیبرای به حداکثر رساندن نرخ انتقال اکسیژن (OTR)؟

برای به حداکثر رساندن سرعت انتقال اکسیژن در کشت مایع، باید نسبت سطح به حجم مایع را افزایش دهید. این با افزایش سرعت چرخش شما به دست می آیدتکان دهنده مداریبا استفاده از فلاسک های بافل دار مخصوص به جای فلاسک های ارلن با دیواره صاف، و حجم پر کردن مایع خود را به کمتر از 20٪ از ظرفیت کل فلاسک محدود کنید. زمانی که این عوامل در داخل یک پرسرعت بهینه شوندشیکر دستگاه جوجه کشی، هم زدن مایع شدید به طور چشمگیری تبادل گاز را افزایش می دهد و سطح اکسیژن مورد نیاز برای تولید بیومس را برای کشت شما فراهم می کند.

موجودات هوازی مانندE. coliو مخمر به مقادیر زیادی از اکسیژن محلول برای حفظ رشد سریع لگاریتم فاز نیاز دارند. اگر اکسیژن مورد نیاز کشت بیشتر از سرعت انحلال گاز در مایع باشد، سلول‌ها به مسیرهای بی‌هوازی می‌روند و محصولات جانبی سمی مانند استات تولید می‌کنند که رشد را متوقف می‌کند.

مکانیسم اولیه برای اکسیژن رسانی در aشیکر آزمایشگاهیایجاد یک موج سیال است که در امتداد دیواره داخلی فلاسک کشت می چرخد. یک پیشرفتهتکان دهنده مدارییک نیروی گریز از مرکز پیوسته ایجاد می کند که مایع را به یک لایه نازک پخش می کند. این لایه نازک فاصله ای که مولکول های اکسیژن باید طی کنند تا در محیط هسته حل شوند را به شدت کوتاه می کند. با افزایش سرعت خودشیکر دستگاه جوجه کشیاز 150 دور در دقیقه تا 300 دور در دقیقه، به طور تصاعدی این سطح مایع را افزایش می دهید و محدودیت های قبلی انتقال اکسیژن را از بین می برید.

در حالی که سرعت خود را افزایش می دهدشیکر آزمایشگاهیبسیار موثر است، ترکیب آن سرعت با هندسه فلاسک تخصصی بالاترین بازده را ارائه می دهد. فلاسک های بافل دار دارای فرورفتگی هایی در پایه شیشه ای هستند که از نظر فیزیکی مسیر صاف دایره ای سیال را مختل می کند. همانطور کهتکان دهنده مداریمایع را به سمت این حفره ها هدایت می کند، موج سیال به یک گرداب بسیار متلاطم و پاشش شکسته می شود. این تلاطم تهاجمی حباب‌های هوا را به دام می‌اندازد و آنها را به عمق محیط کشت می‌کشد و به طور چشمگیری محتوای اکسیژن محلول را در مقایسه با فلاسک‌های با کف صاف استاندارد چند برابر می‌کند.

عامل مهم دیگری که مدیران آزمایشگاه اغلب نادیده می گیرند، حجم پر شدن مایع است. ریختن محیط بیش از حد در یک فلاسک تبادل گاز را خفه می کند زیرا لایه سیال بیش از حد ضخیم می شود که به طور موثر هوادهی نمی کند. برای رسیدن به اوج OTR در داخل خودشیکر دستگاه جوجه کشی، حجم های پر را 15 تا 20 درصد از حجم کل ظرف نگه دارید. زیرا این استراتژی مستلزم استفاده از فلاسک های بیشتر برای دستیابی به همان حجم کل محصول استشیکر آزمایشگاهیباید دارای یک مکانیزم درایو سنگین باشد که بتواند پلتفرم‌های پر بار و با ظرفیت بالا را بدون سوختن کنترل کند.

غلبه بر محدودیت های اکسیژن، کلید دستیابی به کشت های سلولی با چگالی بالا است. با بهینه سازی هندسه فلاسک خود، حفظ حجم پر شدن کم و استفاده از سرعت بالاتکان دهنده مداری، محیط هوادهی عالی را برای فرهنگ های خود فراهم می کنید. با سرمایه گذاری در یک صنعت پیشرو، اطمینان حاصل کنید که آزمایشگاه شما از قدرت و دوام لازم برای پروتکل های هوادهی شدید برخوردار است.شیکر دستگاه جوجه کشیسیستم از Senova Biotech.