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El agitador incubador es un equipo indispensable en los laboratorios biológicos, ampliamente utilizado para el cultivo de microorganismos, células y tejidos, así como en experimentos que involucran fusión, solidificación, disolución y penetración de sustancias. Controla con precisión tanto la temperatura como la velocidad de oscilación, proporcionando un entorno estable para los experimentos y asegurando la confiabilidad de los resultados.

Una característica clave de un agitador de incubación es su capacidad de promover el proceso de cultivo a través de la oscilación. Ya sea reciprocante o rotatorio, el propósito principal de la oscilación es mejorar el suministro de oxígeno en la solución, lo cual es crucial para la respiración celular en cultivos aeróbicos. La oscilación permite que el medio de cultivo entre en contacto total con el oxígeno, mejorando el suministro de oxígeno disuelto y, a su vez, mejorando la uniformidad del crecimiento celular o bacteriano y la eficiencia del cultivo. Como resultado, los agitadores de incubación se utilizan ampliamente en la selección de cepas, la expansión de cultivos microbianos y los campos de investigación de las ciencias de la vida, como la fisiología microbiana, la bioquímica y la fermentación. Son herramientas esenciales en los procesos de cultivo de laboratorio.

El oxígeno en líquidos a base de agua, como los medios de cultivo, se disuelve en forma de gas. La cantidad de oxígeno disuelto está influenciada por varios factores. En primer lugar, la cantidad de oxígeno disuelto es directamente proporcional a la presión parcial de oxígeno en el aire. Cuanto mayor sea la presión parcial de oxígeno, más oxígeno se disuelve en el agua. En segundo lugar, la cantidad de oxígeno disuelto es inversamente proporcional a la temperatura del agua. A temperaturas más altas, la solubilidad del oxígeno disminuye, lo que da lugar a una menor cantidad de oxígeno disuelto; a temperaturas más bajas, la solubilidad aumenta, lo que da lugar a una mayor cantidad de oxígeno disuelto. Por ejemplo, a 20 °C, 100 volúmenes de agua pueden disolver 3 volúmenes de oxígeno, lo que equivale aproximadamente a 21,4 mg por litro; a 0 °C, 100 volúmenes de agua pueden disolver 5 volúmenes de oxígeno, lo que equivale a unos 35,7 mg por litro.

Además, la profundidad del agua también afecta a la cantidad de oxígeno disuelto. Cuanto más profunda es el agua, menor es el contenido de oxígeno. Esto se debe a que el oxígeno entra en el agua principalmente a través de la difusión atmosférica, que se produce desde la superficie hacia capas más profundas. Cuanto mayor es la profundidad, menor es la presión atmosférica sobre el agua, lo que reduce la cantidad de oxígeno que puede penetrar. De manera similar, la superficie del agua influye en el nivel de oxígeno disuelto. Cuanto mayor es la superficie, más oxígeno puede difundirse en el agua.

Con más de diez años de experiencia trabajando con usuarios, Welso ha descubierto que la temperatura de cultivo de células o bacterias se encuentra dentro de un rango específico, lo que significa que la temperatura por sí sola no afecta significativamente el contenido de oxígeno disuelto. Además, la presión parcial de oxígeno en el aire permanece relativamente constante y tiene un impacto limitado en los niveles de oxígeno disuelto. Por lo tanto, para aumentar el contenido de oxígeno disuelto, los factores clave son la profundidad del medio de cultivo y su área de contacto con el aire. Como resultado, la selección del matraz de agitación, la amplitud de rotación y la velocidad adecuadas son cruciales.

Durante la rotación, la fuerza centrífuga empuja el líquido hacia la pared de la botella, lo que no solo reduce la profundidad del líquido sino que también aumenta la superficie en contacto con el aire, lo que aumenta de manera efectiva el contenido de oxígeno disuelto. Este proceso permite que el agitador proporcione a las células o bacterias un suministro de oxígeno más abundante, lo que promueve su crecimiento y reproducción.

F = m×ω2*r

La fuerza centrífuga del medio de cultivo en el frasco de cultivo que se agita:

F = m×ω2*r

Los agitadores incubadores Welso ofrecen dos opciones de amplitud: 26 mm y 50 mm. Para botellas pequeñas (menos de 500 ml), elija 26 mm con una velocidad más alta y, para botellas más grandes (más de 1000 ml), seleccione 50 mm con una velocidad más baja.

Cuando la fuerza centrífuga sobre el líquido es igual a la de la amplitud de 26 mm y 50 mm

M*ω12*26/2= m*ω22*50/2

Entonces la relación entre ω1 y ω2 es:

ω1≈1.4ω2

Es decir, 50 de amplitud 100 rpm equivale básicamente a 26 de amplitud 140 rpm.

Al ajustar adecuadamente los parámetros de oscilación, el agitador incubador puede crear un entorno de cultivo optimizado para diversas condiciones experimentales, lo que lo hace ampliamente utilizado en microbiología, cultivo celular y otros campos de investigación biológica.