如何正确选择摇床振幅？

什么是摇床的振幅？

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：?。作为标准，Infors提供振幅为3mm，25mm和50mm的摇床

什么是氧气传递效率（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。

振幅和转速的影响

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，可以选择最适合的振幅和转速。

一般来说，选择25mm振幅可以作为万能振幅应用于所有培养。

正因为如此，大多摇床的振幅都是25毫米。在一些应用中，如果对氧传递/细胞生长有特殊的限制，可能会选择一些特殊的振幅。

细菌，酵母和真菌培养：

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摇瓶培养的限制因素。 振幅与锥形培养瓶的大小相关：大瓶使用大振幅。

建议：25mm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：

然而，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250mL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：

对微孔板和深孔板有两种不同的方法可以获得最大的氧气转移！

* 使用50mm振幅，转速不低于250rpm 

* 使用3mm振幅，转速在800-1000rpm
 

请注意以下几点

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。

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。要达到最高的氧传递效果，首先是尽可能的提高转速，托盘会适当的平衡转速。并不是所有的培养物都能够在高速震荡下良好生长，一些对剪切力敏感的培养物，高转速会导致培养物死亡。

其他影响因素

其他因素对氧传递也会有影响:

* 装液量：锥形烧瓶的装液量为不超过总体积的三分之一。如果要达到最大氧传递，装液量不能超过10%。永远不要将装液量达到50%。

* 扰流板：在所有类型的培养中，扰流板都有效提高氧传递。有些厂家推荐使用“超高产量”培养瓶。这种瓶的扰流板会增大液体摩擦力，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，达到形同的培养条件。

请注意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。