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L'agitateur incubateur est un équipement indispensable dans les laboratoires biologiques, largement utilisé pour la culture de micro-organismes, de cellules et de tissus, ainsi que dans les expériences impliquant la fusion, la solidification, la dissolution et la pénétration de substances. Il contrôle avec précision la température et la vitesse d'oscillation, offrant un environnement stable pour les expériences et garantissant la fiabilité des résultats.

L'une des caractéristiques clés d'un agitateur incubateur est sa capacité à favoriser le processus de culture par oscillation. Qu'il soit alternatif ou rotatif, le principal objectif de l'oscillation est d'améliorer l'apport d'oxygène dans la solution, ce qui est essentiel à la respiration cellulaire dans les cultures aérobies. L'oscillation permet au milieu de culture d'entrer en contact total avec l'oxygène, améliorant ainsi l'apport d'oxygène dissous et, par conséquent, améliorant l'uniformité de la croissance cellulaire ou bactérienne et l'efficacité de la culture. Par conséquent, les agitateurs incubateurs sont largement utilisés dans le criblage des souches, l'expansion des cultures microbiennes et les domaines de recherche en sciences de la vie tels que la physiologie microbienne, la biochimie et la fermentation. Ce sont des outils essentiels dans les processus de culture en laboratoire.

L'oxygène dans les liquides à base d'eau, comme les milieux de culture, est dissous sous forme de gaz. La quantité d'oxygène dissous est influencée par plusieurs facteurs. Tout d'abord, la quantité d'oxygène dissous est directement proportionnelle à la pression partielle d'oxygène dans l'air. Plus la pression partielle d'oxygène est élevée, plus l'oxygène est dissous dans l'eau. Ensuite, la quantité d'oxygène dissous est inversement proportionnelle à la température de l'eau. À des températures plus élevées, la solubilité de l'oxygène diminue, ce qui entraîne une diminution de l'oxygène dissous ; à des températures plus basses, la solubilité augmente, ce qui entraîne une augmentation de l'oxygène dissous. Par exemple, à 20 °C, 100 volumes d'eau peuvent dissoudre 3 volumes d'oxygène, ce qui équivaut à environ 21,4 mg par litre ; à 0 °C, 100 volumes d'eau peuvent dissoudre 5 volumes d'oxygène, ce qui équivaut à environ 35,7 mg par litre.

La profondeur de l’eau a également une influence sur la quantité d’oxygène dissous. Plus l’eau est profonde, plus la teneur en oxygène est faible. En effet, l’oxygène pénètre dans l’eau principalement par diffusion atmosphérique, qui se produit de la surface vers les couches plus profondes. Plus la profondeur est importante, plus la pression atmosphérique sur l’eau est faible, ce qui réduit la quantité d’oxygène qui peut y pénétrer. De même, la surface de l’eau influence la teneur en oxygène dissous. Plus la surface est grande, plus l’oxygène peut se diffuser dans l’eau.

Avec plus de dix ans d'expérience auprès des utilisateurs, Welso a constaté que la température de culture des cellules ou des bactéries se situe dans une plage spécifique, ce qui signifie que la température seule n'affecte pas de manière significative la teneur en oxygène dissous. De plus, la pression partielle d'oxygène dans l'air reste relativement constante et a un impact limité sur les niveaux d'oxygène dissous. Par conséquent, pour augmenter la teneur en oxygène dissous, les facteurs clés sont la profondeur du milieu de culture et sa surface de contact avec l'air. Par conséquent, le choix du flacon d'agitation, de l'amplitude de rotation et de la vitesse appropriés est crucial.

Lors de la rotation, la force centrifuge pousse le liquide vers la paroi de la bouteille, ce qui non seulement réduit la profondeur du liquide mais augmente également la surface en contact avec l'air, augmentant ainsi efficacement la teneur en oxygène dissous. Ce processus permet à l'agitateur de fournir aux cellules ou aux bactéries un apport d'oxygène plus abondant, favorisant ainsi leur croissance et leur reproduction.

F = m×ω2*r

La force centrifuge du milieu de culture dans le flacon de culture qui tourne :

F = m×ω2*r

Les agitateurs incubateurs Welso offrent deux options d'amplitude : 26 mm et 50 mm. Pour les petites bouteilles (moins de 500 ml), choisissez 26 mm avec une vitesse plus élevée, et pour les bouteilles plus grandes (plus de 1 000 ml), sélectionnez 50 mm avec une vitesse plus faible.

Lorsque la force centrifuge sur le liquide est égale à celle sur l'amplitude de 26 mm et 50 mm

M*ω12*26/2= m*ω22*50/2

Donc la relation entre ω1 et ω2 est :

ω1≈1.4ω2

Autrement dit, 50 amplitudes à 100 tr/min sont fondamentalement équivalentes à 26 amplitudes à 140 tr/min.

En ajustant correctement les paramètres d'oscillation, l'agitateur incubateur peut créer un environnement de culture optimisé pour diverses conditions expérimentales, ce qui le rend largement utilisé en microbiologie, en culture cellulaire et dans d'autres domaines de recherche biologique.