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臺(tái)式空氣浴搖床的振幅和轉(zhuǎn)速對(duì)實(shí)驗(yàn)有哪些影響

更新時(shí)間:2024-05-24      瀏覽次數(shù):5517
  臺(tái)式空氣浴搖床的振幅和轉(zhuǎn)速都會(huì)影響培養(yǎng)基中的氧氣傳遞效率OTR。氧氣傳遞效率是指氧氣從大氣中傳入到液體中的效率。OTR數(shù)值越高,氧傳遞效率越高?;旌闲Ч胶?,氧傳遞速率(OTR)就越好。當(dāng)然很多科研人員也會(huì)用溶氧量這個(gè)數(shù)據(jù)來解釋。一般來說,振幅大,轉(zhuǎn)速快,OTR和溶氧效率都會(huì)高。轉(zhuǎn)速振幅的高低對(duì)于耗氧量大的菌,受溶氧影響大的菌株影響十分明顯。像做檸檬酸發(fā)酵等需氧量大時(shí)實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)速過低會(huì)導(dǎo)致活菌數(shù)目大大減少的。還是在《毒力菌株發(fā)酵時(shí)間的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)》中對(duì)恒溫?fù)u床轉(zhuǎn)速設(shè)置4個(gè)梯度來研宄對(duì)菌株B.HLJ-37的影響,分別在轉(zhuǎn)速為0、100、200、250r/min時(shí),進(jìn)行單因素對(duì)發(fā)酵的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示:細(xì)胞搖床轉(zhuǎn)速對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生的活芽孢數(shù)以及活菌數(shù)也有著十分顯著的影響。發(fā)酵結(jié)束后,測(cè)定細(xì)胞搖床轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí),菌液中活芽孢數(shù)已經(jīng)達(dá)到9.;05X108CFU/mL,而細(xì)胞搖床轉(zhuǎn)速為0、100、250r/min的菌液中活芽孢數(shù)僅為9.31X107、3.37X108、6.32Xl08CTU/mL。測(cè)定細(xì)胞搖床轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí),菌液中活菌數(shù)已經(jīng)達(dá)到3.01X109CFU/mL,而搖床轉(zhuǎn)速為0、100、250r/min的菌液中活菌數(shù)僅為1.63X108、2.33X109、2.17X109CFU/mL。所以,可以得出搖床轉(zhuǎn)影響菌體生長(zhǎng)、導(dǎo)致芽孢數(shù)和晶體蛋白產(chǎn)量下降,致使菌株毒力降低。
  振幅的影響
  振幅是指搖床托盤在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的直徑,也稱為振蕩直徑或軌道直徑。根據(jù)上海博奧思生物技術(shù)有限公司提供的資料,振幅的選擇與氧氣傳遞效率(OTR)密切相關(guān)。OTR是指氧氣從大氣中傳入到液體中的效率,振幅越大,混合效果越好,從而提高OTR。例如,Infors提供的搖床振幅有3mm、25mm和50mm三種規(guī)格,其中25mm振幅可作為多功能振幅應(yīng)用于培養(yǎng),是多數(shù)搖床的標(biāo)準(zhǔn)配置。
  在細(xì)菌、酵母和真菌培養(yǎng)中,由于搖瓶中的氧氣傳遞效率遠(yuǎn)低于生物反應(yīng)器,因此選擇合適的振幅對(duì)氧傳遞尤為重要。對(duì)于錐形培養(yǎng)瓶的大小,建議25mm振幅應(yīng)用于25毫升到2升的培養(yǎng)瓶,而50mm振幅適用于2升至5升的培養(yǎng)瓶。
  轉(zhuǎn)速的影響
  轉(zhuǎn)速,以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)計(jì)量,與振幅共同影響氧傳遞速率。在細(xì)胞培養(yǎng)中,雖然哺乳動(dòng)物細(xì)胞對(duì)氧氣的需求相對(duì)較低,但在使用直徑較大的燒瓶時(shí),可以使用50毫米振幅。此外,轉(zhuǎn)速的調(diào)整需要考慮培養(yǎng)物對(duì)剪切力的敏感性,高轉(zhuǎn)速可能導(dǎo)致對(duì)剪切力敏感的培養(yǎng)物死亡。
  振幅與轉(zhuǎn)速的關(guān)聯(lián)
  振幅和轉(zhuǎn)速之間存在線性和平方關(guān)系。例如,從25mm振幅增加到50mm振幅(轉(zhuǎn)速相同),離心力增加2倍;而轉(zhuǎn)速提高2倍(振幅相同)時(shí),離心力增加4倍。這種關(guān)系對(duì)于實(shí)現(xiàn)氧傳遞和混合效果至關(guān)重要。
 

 

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