Công cụ tính toán phân phối oxy tối đa

Oxy là một chất nền thiết yếu trong nuôi cấy hiếu khí, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của tế bào, năng suất và hoạt động trao đổi chất. Tuy nhiên, do độ hòa tan hạn chế trong dung dịch nước, việc cung cấp oxy liên tục và hiệu quả là rất quan trọng để duy trì hiệu suất nuôi cấy tối ưu. Điều này làm cho nó cần thiết để hiểu và kiểm soátKhả năng truyền oxy tối đa (otrmax)Trong một lò phản ứng sinh học hoặc hệ thống lắc.

Otrmax là gì?

Otrmax (tốc độ truyền oxy tối đa)Đề cập đến tốc độ cao nhất có thể mà oxy có thể chuyển từ pha khí sang pha lỏng trong một hệ thống nhất định-thường là bình lắc hoặc lò phản ứng sinh học. Nó thường được biểu thị bằng miligam hoặc milimol oxy mỗi lít mỗi giờ (ví dụ: mg/l/h hoặc mmol/l/h).

Một khi oxy khí hòa tan vào môi trường nuôi cấy, nó sẽ có sẵn cho hô hấp vi khuẩn hoặc tế bào. Tốc độ tế bào tiêu thụ oxy hòa tan này được gọi làTốc độ hấp thụ oxy (của chúng tôi). Nếu chúng ta vượt quá otrmax, nuôi cấy sẽ chuyển sang trạng thái giới hạn oxy, trong đó khả năng cung cấp oxy trở thành nút cổ chai cho sự tăng trưởng và trao đổi chất. Hiện tượng này có thể tác động tiêu cực đến năng suất và khả năng sống của tế bào.

Tại sao otrmax lại quan trọng?

Duy trì otrmax vượt quá nhu cầu oxy của nuôi cấy là rất quan trọng để phát triển quy trình thành công trong:

• Sản xuất dược phẩm

• Ứng dụng công nghệ sinh học

• Nghiên cứu thực phẩm và lên men

• R & d học thuật và công nghiệp

Hiểu otrmax của hệ thống cho phép bạn:

• Dự đoán và tránh giới hạn oxy

• Tối ưu hóa điều kiện rung hoặc sục khí

• So sánh hiệu suất truyền thông

• Quy trình mở rộng quy mô hiệu quả hơn

Cách tính otrmax

Một mô hình được chấp nhận rộng rãi do đề xuấtMeier và cộng sự (2016)Cung cấp một phương pháp thiết thực để tính toán otrmax trong hệ thống bình lắc. Mô hình có tính đến một số thông số chính:

1. Độ thẩm thấu của dung dịch

2. Tần số rung (rpm)

3. Khối lượng văn hóa

4. Đường kính lắc quỹ đạo

5. Đường kính bình

6. Áp suất xung quanh (pr), thường là 1 bar

7. Nốt ruồi của oxy trong không khí (yo2), thường là 0.21

Phương trình này cho phép các nhà nghiên cứu ước tính otrmax trong các điều kiện nuôi cấy và công thức truyền thông khác nhau.

Ví dụ: trồng tế bào cho

Hãy xem xét một ví dụ sử dụngBuồng trứng chuột hamster trung quốc (cho)Cell:

• Bình: bình lắc 250 ml

• Trung bình: procho™5

• Thể tích: 40 ml

• Lắc: 150 vòng/phút, đường kính quỹ đạo 50mm

Trong những điều kiện này,Otrmax = 10.5 mmol/l/h.

Bây giờ, nếu người dùng chuyển sangExpicho™Phương tiện sản xuất ổn địnhVới thể tích giảm 30 ml và độ thẩm thấu thấp hơn (từ 0.350 đến 0.295 osmol/kg),Otrmax tăng lên 13.3 mmol/L/H. Điều này minh họa cách thành phần phương tiện truyền thông và khối lượng nuôi cấy có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng truyền oxy.

Đơn giản hóa tính toán otrmax

Để hỗ trợ người dùng tối ưu hóa văn hóa của họ, chúng tôi cung cấp mộtMáy tính otrmax tiện lợi chương trình nhỏTrên trang web của chúng tôi. Chỉ cần nhập thông số văn hóa cụ thể của bạn để nhận ước tính otrmax chính xác trong các điều kiện khác nhau.