如何正确的选择摇床振幅?

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。

 

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振幅可以作为常用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zui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；若使用3mm振幅，转速在800-1000rpm。

但在许多情况下即使选择了合理的振幅，也未必能增加生物培养量，因为培养量的增加会受到多个因素影响。

举例：如果十个因素中有一两个不理想，那么无论其他因素有多好，培养量的增长都是有限的，或者可以这样说，如果培养量的受限因素只有氧传递时，振幅的正确选择会得到明显的培养箱增加。比如，碳源若是受限因素，无论氧传递效果多好，也不会达到理想的培养量。

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。