Ferramenta de cálculo de entrega de oxigênio máximo

O oxigênio é um substrato essencial em culturas aeróbicas, influenciando diretamente o crescimento celular, a produtividade e a atividade metabólica. No entanto, devido à sua solubilidade limitada em soluções aquosas, um suprimento de oxigênio contínuo e eficiente é vital para manter o desempenho ideal da cultura. Isso torna necessário entender e controlar oCapacidade máxima de transferência de oxigênio (OTRmax)Dentro de um biorreator ou sistema de agitação.

O que é OTRmax?

OTRmax (taxa máxima de transferência de oxigênio)Refere-se à taxa mais alta possível na qual o oxigênio pode se transferir da fase gasosa para a fase líquida dentro de um determinado sistema-normalmente um frasco de agitação ou biorreator. Geralmente é expresso como miligramas ou milimoles de oxigênio por litro por hora (por exemplo, mg/L/h ou mmol/L/h).

Uma vez que o oxigênio gasoso se dissolve no meio de cultura, ele se torna disponível para respiração microbiana ou celular. A taxa na qual as células consomem esse oxigênio dissolvido é chamada deTaxa de absorção de oxigênio (NOSSA)... Se o NOSSO exceder o OTRmax, a cultura entra em um estado de oxigênio limitado, onde a disponibilidade de oxigênio se torna um gargalo para o crescimento e o metabolismo. Este fenômeno pode impactar negativamente a produtividade e a viabilidade celular.

Por que o OTRmax é importante?

Manter um OTRmax que exceda a demanda de oxigênio da cultura é fundamental para o desenvolvimento de processos bem-sucedidos em:

• Produção farmacêutica

• Aplicações de biotecnologia

• Pesquisa de alimentos e fermentação

• R & D acadêmico e industrial

Compreender o OTRmax do seu sistema permite que você:

• Prever e evitar a limitação de oxigênio

• Otimizar as condições de agitação ou aeração

• Comparar o desempenho da mídia

• Processos de aumento de escala de forma mais eficaz

Como Calcular OTRmax

Um modelo amplamente aceito proposto porMeier et al. (2016)Fornece um método prático para calcular OTRmax em sistemas de frascos de agitação. O modelo leva em conta vários parâmetros-chave:

1. Osmolalidade da solução

2. Frequência de agitação (rpm)

3. Volume de cultura

4. Diâmetro de agitação orbital

5. Diâmetro do balão

6. Pressão ambiente (pR), normalmente 1 bar

7. Fração da toupeira de oxigênio no ar (yO2), normalmente 0,21

Esta equação permite que os pesquisadores estimem OTRmax sob várias condições de cultura e formulações de mídia.

Exemplo: Cultivo de células CHO

Vamos considerar um exemplo usandoOvário de hamster chinês (CHO)Células:

• Frasco: frasco de agitação de 250 mL

• Médio: ProCHO™5

• Volume: 40 mL

• Agitação: 150 rpm, diâmetro orbital de 50mm

Sob estas condições, oOTRmax = 10,5 mmol/L/h...

Agora, se o usuário mudar paraExpiCHO™Meio de produção estávelCom um volume reduzido de 30 mL e uma osmolalidade mais baixa (de 0,350 a 0,295 Osmol/kg), oOTRmax aumenta para 13,3 mmol/L/h... Isso ilustra como a composição da mídia e o volume de cultura podem afetar significativamente a capacidade de transferência de oxigênio.

Simplifique os cálculos OTRmax

Para ajudar os usuários a otimizar suas culturas, nós fornecemos umMini-programa conveniente calculadora OTRmaxNo nosso site. Basta inserir seus parâmetros de cultura específicos para receber estimativas precisas de OTRmax em várias condições.