Trang chủ

Máy lắc ủ là một thiết bị không thể thiếu trong các phòng thí nghiệm sinh học, được sử dụng rộng rãi để nuôi cấy vi sinh vật, tế bào và mô, cũng như trong các thí nghiệm liên quan đến việc làm tan chảy, đông đặc, hòa tan và thâm nhập các chất. Nó kiểm soát chính xác cả nhiệt độ và tốc độ dao động, cung cấp môi trường ổn định cho các thí nghiệm và đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

Một tính năng chính của máy lắc ủ là khả năng thúc đẩy quá trình nuôi cấy thông qua dao động. Cho dù là dao động qua lại hay quay, mục đích chính của dao động là tăng cường nguồn cung cấp oxy trong dung dịch, điều này rất quan trọng đối với quá trình hô hấp tế bào trong nuôi cấy hiếu khí. Dao động cho phép môi trường nuôi cấy tiếp xúc hoàn toàn với oxy, cải thiện nguồn cung cấp oxy hòa tan và do đó, tăng cường tính đồng nhất của sự phát triển của tế bào hoặc vi khuẩn và hiệu quả nuôi cấy. Do đó, máy lắc ủ được sử dụng rộng rãi trong sàng lọc chủng, mở rộng nuôi cấy vi khuẩn và các lĩnh vực nghiên cứu khoa học sự sống như sinh lý học vi khuẩn, sinh hóa và lên men. Chúng là những công cụ thiết yếu trong các quy trình nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.

Oxy trong các chất lỏng gốc nước, chẳng hạn như môi trường nuôi cấy, được hòa tan dưới dạng khí. Lượng oxy hòa tan bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố. Thứ nhất, lượng oxy hòa tan tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của oxy trong không khí. Áp suất riêng phần của oxy càng cao thì lượng oxy hòa tan trong nước càng nhiều. Thứ hai, lượng oxy hòa tan tỷ lệ nghịch với nhiệt độ của nước. Ở nhiệt độ cao hơn, độ hòa tan của oxy giảm, dẫn đến lượng oxy hòa tan ít hơn; ở nhiệt độ thấp hơn, độ hòa tan tăng, dẫn đến lượng oxy hòa tan nhiều hơn. Ví dụ, ở 20°C, 100 thể tích nước có thể hòa tan 3 thể tích oxy, tương đương khoảng 21,4 mg trên một lít; ở 0°C, 100 thể tích nước có thể hòa tan 5 thể tích oxy, tương đương khoảng 35,7 mg trên một lít.

Ngoài ra, độ sâu của nước cũng ảnh hưởng đến lượng oxy hòa tan. Nước càng sâu, hàm lượng oxy càng thấp. Điều này là do oxy chủ yếu đi vào nước thông qua sự khuếch tán khí quyển, xảy ra từ bề mặt đến các lớp sâu hơn. Độ sâu càng lớn, áp suất khí quyển trên nước càng thấp, làm giảm lượng oxy có thể thâm nhập. Tương tự như vậy, diện tích bề mặt của nước ảnh hưởng đến mức oxy hòa tan. Diện tích bề mặt càng lớn, lượng oxy có thể khuếch tán vào nước càng nhiều.

Với hơn mười năm kinh nghiệm làm việc với người dùng, Welso đã phát hiện ra rằng nhiệt độ nuôi cấy tế bào hoặc vi khuẩn nằm trong một phạm vi cụ thể, nghĩa là riêng nhiệt độ không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng oxy hòa tan. Ngoài ra, áp suất riêng phần của oxy trong không khí vẫn tương đối không đổi và có tác động hạn chế đến mức oxy hòa tan. Do đó, để tăng hàm lượng oxy hòa tan, các yếu tố chính là độ sâu của môi trường nuôi cấy và diện tích tiếp xúc của nó với không khí. Do đó, việc lựa chọn bình lắc, biên độ quay và tốc độ phù hợp là rất quan trọng.

Trong quá trình quay, lực ly tâm đẩy chất lỏng về phía thành chai, không chỉ làm giảm độ sâu của chất lỏng mà còn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí, tăng cường hiệu quả hàm lượng oxy hòa tan. Quá trình này cho phép máy lắc cung cấp cho tế bào hoặc vi khuẩn nguồn oxy dồi dào hơn, thúc đẩy sự phát triển và sinh sản của chúng.

F = m×ω2*r

Lực ly tâm của môi trường nuôi cấy trong chai nuôi cấy đang quay tròn:

F = m×ω2*r

Máy lắc ủ Welso cung cấp hai tùy chọn biên độ: 26mm và 50mm. Đối với chai nhỏ (dưới 500ml), hãy chọn 26mm với tốc độ cao hơn và đối với chai lớn hơn (trên 1000ml), hãy chọn 50mm với tốc độ thấp hơn.

Khi lực ly tâm tác dụng lên chất lỏng bằng lực ly tâm tác dụng lên biên độ 26mm và 50mm

M*ω12*26/2= m*ω22*50/2

Vì vậy, mối quan hệ giữa ω1 và ω2 là:

ω1≈1.4ω2

Tức là biên độ 50 vòng/phút về cơ bản tương đương với biên độ 26 vòng/phút.

Bằng cách điều chỉnh đúng các thông số dao động, máy lắc lồng ấp có thể tạo ra môi trường nuôi cấy tối ưu cho nhiều điều kiện thử nghiệm khác nhau, nhờ đó được sử dụng rộng rãi trong vi sinh học, nuôi cấy tế bào và các lĩnh vực nghiên cứu sinh học khác.