Maximales Berechnungs werkzeug für die Sauerstoff lieferung

Sauerstoff ist ein essentielles Substrat in aeroben Kulturen, das das Zellwachstum, die Produktivität und die Stoffwechsel aktivität direkt beeinflusst. Aufgrund seiner begrenzten Löslichkeit in wässrigen Lösungen ist jedoch eine kontinuierliche und effiziente Sauerstoff versorgung von entscheidender Bedeutung, um eine optimale Kultur leistung aufrecht zu erhalten. Dies macht es notwendig, die zu verstehen und zu kontrollierenMaximale Sauerstoff übertragungs kapazität (OTRmax)Innerhalb eines Bio reaktors oder Schüttel systems.

Was ist OTRmax?

OTRmax (maximale Sauerstoff übertragungs rate)Bezieht sich auf die höchst mögliche Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff innerhalb eines bestimmten Systems von der Gasphase in die flüssige Phase übergehen kann-typischer weise ein Schüttel kolben oder Bio reaktor. Es wird normaler weise als Milligramm oder Milli mol Sauerstoff pro Liter pro Stunde (z. B. mg/l/h oder mmol/l/h) ausgedrückt.

Sobald sich gasförmiger Sauerstoff in dem Kulturmedium auflöst, wird er für die mikrobielle oder zelluläre Atmung verfügbar. Die Geschwindigkeit, mit der Zellen diesen gelösten Sauerstoff verbrauchen, wird alsSauerstoff-Aufnahme-Rate (UNSERE). Wenn UNSERE den OTRmax übers ch reitet, tritt die Kultur in einen sauerstoff begrenzten Zustand ein, in dem die Sauerstoff verfügbar keit zu einem Engpass für Wachstum und Stoffwechsel wird. Dieses Phänomen kann sich negativ auf die Produktivität und die Lebensfähig keit der Zellen auswirken.

Warum ist OTRmax wichtig?

Die Aufrechterhaltung eines OTRmax, der den Sauerstoff bedarf der Kultur übersteigt, ist entscheidend für eine erfolgreiche Prozessent wicklung in:

• Pharmazeut ische Produktion

• Biotechnologie-Anwendungen

• Lebensmittel-und Fermentation forschung

• Akademische und industrielle F & E

Wenn Sie den OTRmax Ihres Systems verstehen, können Sie:

• Sauerstoff begrenzung vorhersagen und vermeiden

• Schüttel-oder Belüftung bedingungen optimieren

• Medien leistung vergleichen

• Prozesse effektiver skalieren

Wie man OTRmax berechnet

Ein weithin akzeptiertes Modell vor geschlagen vonMeier et al. (2016)Bietet eine praktische Methode zur Berechnung von OTRmax in Schüttel kolben systemen. Das Modell berücksicht igt mehrere Schlüssel parameter:

1. Osmolalität der Lösung

2. Schüttel frequenz (U/min)

3. Kultur volumen

4. Durchmesser des Orbital schüttelns

5. Kolben durchmesser

6. Umgebungs druck (pR), typischer weise 1 bar

7. Mol anteil von Sauerstoff in Luft (yO2), typischer weise 0,21

Diese Gleichung ermöglicht es Forschern, OTRmax unter verschiedenen Kultur bedingungen und Medien formulierungen abzuschätzen.

Beispiel: CHO-Zell kultivierung

Betrachten wir ein Beispiel mitEierstock des chinesischen Hamsters (CHO)Zellen:

• Kolben: 250 mL Shake-Kolben

• Medium: ProCHO™5

• Volumen: 40 mL

• Schütteln: 150 U/min, 50mm Orbital durchmesser

Unter diesen Bedingungen werden dieOTRmax = 10,5 mmol/L/h.

Wenn der Benutzer nun zuAbfallende™Stabil Produktions mediumMit einem reduzierten Volumen von 30 ml und einer niedrigeren Osmolalität (von 0,350 bis 0,295 Osmol/kg), dieOTRmax erhöht sich auf 13,3 mmol/l/h. Dies zeigt, wie die Medien zusammensetzung und das Kultur volumen die Sauerstoff übertragungs kapazität erheblich beeinflussen können.

OTRmax-Berechnungen vereinfachen

Um Benutzer bei der Optimierung ihrer Kulturen zu unterstützen, stellen wir eineBequemes OTRmax-Rechner-Mini-ProgrammAuf unserer Website. Geben Sie einfach Ihre spezifischen Kultur parameter ein, um genaue Schätzungen von OTRmax unter verschiedenen Bedingungen zu erhalten.