La pregunta
Los ingenieros bioquímicos que aumentan la fermentación microbiana o los cultivos de levadura a menudo chocan con una pared metabólica:"¿Por qué mis células están alcanzando una meseta temprano en su ciclo de crecimiento a pesar de tener una abundancia de nutrientes en los medios¿Cómo pueden los técnicos de laboratorio manipular susagitación orbitalconfiguración y selección del frasco en el interior de unagitación de laboratorio¿para maximizar la tasa de transferencia de oxígeno (OTR)?
La respuesta directa
Para maximizar la tasa de transferencia de oxígeno en un cultivo líquido, debe aumentar la relación superficie-área-volumen del fluido.agitación orbital, utilizando frascos con pared lisa en lugar de frascos Erlenmeyer con pared lisa, y limitando el volumen de llenado de líquido a menos del 20% de la capacidad total del frasco.Cuando estos factores se optimizan dentro de una alta velocidadIncubación y agitación, la agitación intensiva del fluido aumenta drásticamente el intercambio de gases, proporcionando a sus cultivos los niveles de oxígeno necesarios para la producción máxima de biomasa.
La biofísica de la oxigenación en los biorreactores agitados
Los organismos aeróbicos comoE. coliSi la demanda de oxígeno del cultivo supera la velocidad a la que el gas se disuelve en el líquido,las células cambian a vías anaerobias, produciendo subproductos tóxicos como el acetato que dificultan el crecimiento.
[Baja agitación / frascos lisos] --> Baja superficie --> Hambre de oxígeno --> Bajo rendimiento
[Alta agitación / botellas desconcertadas] --> Vórtice turbulento --> Alto O2 disuelto --> Pico de biomasa
El poder de la agitación orbital
El mecanismo primario de oxigenación en unagitación de laboratorioEl resultado es la creación de una onda de fluido que se mueve a lo largo de la pared interior del frasco de cultivo.agitación orbitalEsta película fina acorta drásticamente la distancia que las moléculas de oxígeno deben recorrer para disolverse en el medio central.Al aumentar la velocidad de suIncubación y agitaciónde 150 RPM a 300 RPM, aumenta exponencialmente esta superficie de líquido, rompiendo las limitaciones anteriores de transferencia de oxígeno.
La geometría del recipiente de cultivo
Mientras aumenta la velocidad de suagitación de laboratorioEs muy eficaz, combinando esa velocidad con una geometría de matraz especializada, se obtienen los mayores rendimientos.Los frascos desconcertados presentan hendiduras en la base de vidrio que interrumpen físicamente el camino circular del fluido. Como elagitación orbitalEsta turbulencia agresiva atrapa las burbujas de aire y las arrastra profundamente en el medio de cultivo,multiplicando drásticamente el contenido de oxígeno disuelto en comparación con los frascos estándar de fondo liso.
Equilibrio de los volúmenes de llenado y de la capacidad de los equipos
Otro factor crítico que los gerentes de laboratorio suelen pasar por alto es el volumen de llenado de líquido.Verter demasiados medios en un frasco ahoga el intercambio de gases porque la capa de líquido se vuelve demasiado gruesa para airear eficientementePara alcanzar el máximo OTR dentro de suIncubación y agitaciónComo esta estrategia requiere el uso de más frascos para conseguir el mismo volumen total de producto, suagitación de laboratoriodeberán estar equipados con un mecanismo de accionamiento de carga pesada capaz de manejar plataformas de gran capacidad totalmente cargadas sin quemarse.
Conclusión
Superar las limitaciones de oxígeno es la clave para lograr cultivos celulares de alta densidad.agitación orbitalAsegúrese de que su laboratorio tenga la potencia y la durabilidad necesarias para los protocolos de aireación intensa invirtiendo en unIncubación y agitaciónEl sistema de Senova Biotech.
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