Beskrivelse

Shake Flasks – mere end bare fyldningsvolumener

Rystekulturer dyrkes i særlige beholdere, også kendt som Erlenmeyer-kolber. I modsætning til andre laboratoriekar har rystekolber en karakteristisk form, der gør det muligt at ryste godt uden at spilde væske. Læs mere om forskelle i design og materiale og deres indflydelse på beluftning.

Billedkilde: Kitch Bain/shutterstock.com

Rystebioreaktorer – også kaldet Erlenmeyer-kolber eller blot rystekolber – blev introduceret i begyndelsen af forrige århundrede. Med en kapacitet fra 25 ml til 5 liter giver de fleksibilitet til en bred vifte af eksperimentelle formål fra screening og udvidelse til mediedesign og tidlig procesudvikling. De er økonomiske i pris og velegnede til dyrkning af bakterier, gær og svampe samt plante- og dyreceller i suspension. Selv om det ikke kræver særlig træning at håndtere rystekolber, er der visse ting, man skal være opmærksom på for at få en effektiv dyrkning, og der findes forskellige typer beholdere, som passer til forskellige anvendelser.

Kolbemateriale – glas eller plast
Kolber fås i enten glas eller plast. Til klassiske mikrobiologiske anvendelser er genanvendelige, autoklaverbare Erlenmeyer-kolber af glas passende i de fleste tilfælde. Når iltoverførslen er kritisk, kan det også være en fordel at arbejde med glas, da glas som hydrofilt materiale understøtter dannelsen af den væskefilm, der er ansvarlig for iltoverførslen. Til sammenligning er plast, hvis det ikke er specifikt behandlet, hydrofobt [1]. Når kontaminering er vigtig, f.eks. ved håndtering af følsomme kulturer eller produktionstrin, er sterile engangskolber med 0,2 µm filterventilerede hætter yderst bekvemme og sikre. Der findes forskellige plastmaterialer på markedet afhængigt af anvendelsen og personlige præferencer. Fra meget modstandsdygtig polypropylen (PP) til mikrobiologiske anvendelser til optisk klare materialer med fokus på pattedyrscellekulturer, som polycarbonat (PC) eller polyethylenterephthalatglycol (PETG).

Kolbedesign – specielle former og bafler
Formålet med at ryste kulturer er at øge beluftningen og tilgængeligheden af næringsstoffer og at forhindre sedimentering. Den typiske Erlenmeyer-kolbe har en konisk krop med en bredere bund og en cylindrisk hals. Der findes en række forskellige kolbedesigns med brede eller smalle halse, med eller uden bafler. Der findes specialdesigns til yderligere forbedring af gasudvekslingen, som Fernbach-kolben med stort volumen og en bredere bund og dermed et stort område til iltoverførsel eller engangskolberne Ultra Yield™ og Optimum Growth Flasks™ med optimeret form til at maksimere forholdet mellem overflade og volumen [2].

Baffled versus non-baffled: I non-baffled-kolber genereres en ensartet, regelmæssig, hvirvlende væskestrøm med en veldefineret og forudsigelig geometri [2]. Til sammenligning forstyrres denne hvirvel med vilje i bafflede kolber ved at implementere definerede hulrum i bundområdet. Dette “bryde hvirvlen”-design forbedrer kulturens beluftning og kan være en fordel at bruge, når kulturens iltbehov er højt. Ud over en forbedret beluftning kan kolber med ledeplader også være nyttige ved håndtering af viskøse kulturer, f.eks. trådformede svampe, for at forhindre sporeaggregering eller pelletering af kulturen [3]. På den anden side er der større risiko for skumdannelse, som kan hindre iltoverførslen. Kolber med baffler giver også betydeligt mere varierende resultater end kolber uden baffler på grund af den pludselige afbrydelse af hvirvlen og en mere kaotisk flowadfærd [2].

Labteam_Shake-flasker-mere-end-bare-at-fylde-volumener

Design af Erlenmeyer-kolber (a) med bred hals (b) med smal hals (c) uden ledeplade (d) med ledeplade (e) Fernbach-kolbe

Kolbelåg – fra traditionelle bomuldshætter til ventilerede hætter.
For at forhindre kontaminering af kulturerne findes der forskellige låg til kolber. Lukningen skal forhindre kontaminering, men skal samtidig sikre tilstrækkelig udluftning af kulturerne. Lukningerne spænder fra traditionelle propper over metalhætter og silikonesvampe til filterhætter til engangsbrug. Iltoverførselshastigheden gennem lukningen afhænger af diffusionskoefficienten for ilt i materialet, bredden af halsåbningen og proppens dybde [1]. Hvis kontaminering er et problem, bør bomuldspropper undgås, da spild (f.eks. når der anvendes flasker med baffel) eller kondensdamp kan fugte bomulden og resultere i krydskontaminering. Fugtning af flaskelukningen bør generelt undgås, ikke kun for at reducere krydskontaminering, men også for ikke at reducere gaspermeabiliteten. Dette gælder også for ikke-hydrofobiske filtermaterialer, som også kan opsuge fugten. Der bør vælges den samme type lukning til parallelle forsøg for at undgå forskelle i gasoverførselshastigheder.

Hvilke påfyldningsmængder anbefales?
Jo højere kulturens behov for beluftning er, jo lavere fyldningsvolumen skal der vælges. Som tommelfingerregel bør en fyldning på 1/5 af den nominelle kolbekapacitet ikke overskrides for mikrobielle kulturer, f.eks. 100 ml for en Erlenmeyer-kolbe på 500 ml. Hvis der er behov for maksimal iltoverførsel, f.eks. ved lange fermenteringer af meget iltforbrugende stammer, skal fyldningsvolumenet reduceres til helt ned til 10 %, og rotationshastigheden skal øges så meget, som kulturens modstandsdygtighed over for forskydningsstress tillader. For forskydningsfølsomme pattedyrskulturer er højere fyldningsvolumener mellem 30 og 40 % almindelige med lavere rystehastigheder ≤ 150 o/min. I løbet af de seneste år er der udviklet specifikke kolbetyper, der er målrettet protein- eller plasmidekspression med højt udbytte, som de ovennævnte Ultra Yield™ og Optimum Growth Flasks™, begge med et optimeret forhold mellem overflade og volumen og baffler i bunden for bedre iltoverførsel, hvilket giver mulighed for større fyldningsvolumen [2].

LEASING / LEJE / AFBETALING

Vores samarbejde med Svea betyder, at du hurtigt og nemt kan få et forslag til finansiering, der passer til dine behov Finansiering op til 100%. Du behøver ikke at binde din kapital. Læs mere om leasing og forsikring.

Invester nu i det rigtige udstyr for at sikre din konkurrenceevne, kapacitet og adgang til vigtigt udstyr Fordel omkostningerne over den tid, udstyret bruges. Udstyret som sikkerhed for finansieringen.

Kontakt os i dag for at få et tilbud!