SFR vario — анализатор для колб-шейкеров: измерение O₂, OUR, биомассы и pH или CO₂

Арт. SFR vario

Параллельное измерение в нескольких колбах;
Автоматический расчет OUR (скорости потребления кислорода);
Измерение O₂, биомассы и pH или CO₂.

Подробнее

Описание

Простая интеграция в любой шейкер-инкубатор

Система SFR vario обеспечивает онлайн-мониторинг кислорода, биомассы и pH или CO₂ одновременно. Данные по биомассе, полученные в режиме реального времени, могут быть коррелированы с такими параметрами, как оптическая плотность, сухая масса клеток или концентрация клеток. Это позволяет получать информацию о динамике, например, OD600 (мутности (оптической плотности) жидкой культуры микроорганизмов на длине волны 600 нм.), в реальном времени.

Оптическая система прибора позволяет считывать сигналы с одного сенсорного пятна кислорода и одного сенсорного пятна pH или CO₂, интегрированных в готовые к использованию культуральные сосуды. Дополнительно предусмотрена специализированная оптическая система для мониторинга биомассы.

Скорость потребления кислорода (OUR, Oxygen Uptake Rate) рассчитывается по наклону кривой изменения концентрации кислорода в режиме онлайн. Устройство оснащено двумя долговечными аккумуляторами и совместимо с любыми стандартными шейкер-инкубаторами. Одновременно возможно управление до 4 устройств SFR vario через программное обеспечение. Передача данных осуществляется по Bluetooth на ПК или ноутбук.

Особенности:

Одновременное измерение O₂, биомассы и pH или CO₂ в реальном времени
Автоматический расчет OUR (скорости потребления кислорода)
Онлайн-оценка оптической плотности, сухой массы и концентрации клеток на основе корреляции с биомассой
Параллельные измерения в нескольких колбах (до 4 колб)
Беспроводная передача данных для простой интеграции
Применение в разработке биопроцессов и оптимизации питательных сред

Области применения

	Мониторинг биомассы, O₂ и pH при культивировании E. coli Штамм E. coli K12 демонстрирует выраженный диауксический рост в среде с глюкозой и лактозой, что может быть отслежено с помощью SFR vario. В процессе эксперимента измерения периодически прерывались для офлайн-анализа субстратов, что отражается разрывами на графиках. В первой фазе потребляется глюкоза (1). При низкой биомассе точность измерений ниже, но увеличивается с ростом клеточной плотности. Образование уксусной кислоты снижает pH среды, а падение концентрации кислорода до ~10 % насыщения указывает на высокую метаболическую активность. После снижения концентрации глюкозы ниже 0,1 г/л (примерно через 6 часов) рост прекращается, и уровень кислорода резко возрастает. Это сопровождается плато на кривой биомассы (2). В этот момент клетки переключаются на метаболизм лактозы. В третьей фазе клетки растут на лактозе до её полного исчерпания, после чего культура переходит в стационарную фазу (3).
	Мониторинг роста K. marxianus При культивировании K. marxianus наблюдаются две фазы роста: В первой фазе глюкоза метаболизируется в аэробных условиях (1), концентрация кислорода падает ниже 5 %, pH снижается с 7 до 6,1 Через 9 часов глюкоза полностью исчерпывается, pH начинает расти Во второй фазе (ограничение по кислороду) рост замедляется, что видно по сигналу рассеянного света (биомасса) (2) Одновременный мониторинг кислорода, pH и биомассы открывает новые возможности для анализа метаболических процессов.
	Определение OUR для S. cerevisiae Скорость потребления кислорода (OUR) является важным показателем метаболической активности. При культивировании S. cerevisiae: OUR увеличивается в фазе экспоненциального роста Кратковременное снижение OUR указывает на ограничение субстрата Далее следует новая фаза роста Максимум OUR соответствует пиковой метаболической активности Резкое падение OUR свидетельствует о наступлении фазы гибели клеток
	Экспрессия белков у Pichia pastoris без метанола В работе (J. Vis. Exp., 2019) описана система культивирования без использования метанола. С помощью SFR vario и медленной подачи глицерина удалось имитировать условия биореактора в колбах-шейкерах, что значительно приближает лабораторные условия к промышленным.

Характеристики

Технические характеристики

Параметр	Кислород (O₂)	pH*	Биомасса
Диапазон измерений	0 – 100 % O₂	5.5 – 8.0	OD600: 1 – 80
Время отклика (t90) при 25 °C	< 60 с	< 60 с	—
Разрешение	±0.01 % (при 0.21 % O₂) ±0.1 % (при 20.9 % O₂)	±0.01 pH при pH = 7**	Зависит от культуры
Точность	±0.05 % (при 0.2 % O₂) ±0.4 % (при 20.9 % O₂)	±0.1 pH (при одноточечной калибровке) ±0.2 pH (при заводской калибровке)	Зависит от культуры
Дрейф	< 0.01 %/сутки	< 0.01 pH/сутки	Зависит от культуры

Примечания:

* Сенсорные колбы поставляются готовыми к использованию без дополнительной подготовки в физиологических растворах
** При 100 об/мин и в культуральной среде

Дополнительные характеристики

Диапазон температур: от +5 до +50 °C
Совместимость: водные растворы, pH 2–10
Перекрёстная чувствительность:

Обычно отсутствует в культуральных средах
Возможное влияние ионной силы (солёности)
Высокие концентрации малых флуоресцентных молекул могут влиять на измерения

Сенсорные колбы поставляются стерилизованными (облучёнными)

Видео

Статьи

Культивирование бактерий и клеток млекопитающих в колбах-шейкерах

Как контролировать состояние суспензионных культур в процессе выращивания? В статье рассказываем, почему мониторинг кислорода, pH и других параметров в колбах-шейкерах критически важен для успешного культивирования бактерий и клеток млекопитающих. Вы узнаете о преимуществах непрерывных измерений в режиме реального времени и познакомитесь с решениями PreSens для автоматического контроля параметров культуры и предотвращения кислородного голодания.

Принцип работы химических оптических сенсоров для измерения кислорода, pH и углекислого газа (CO₂)

Как работают современные оптические сенсоры для измерения кислорода, pH и CO₂? В статье рассмотрен принцип действия химических оптических датчиков, основанных на флуоресцентных индикаторах и технологии внутренней референсной коррекции.

Измерение гипоксии в инкубаторе в режиме реального времени

Контроль уровня кислорода — один из ключевых факторов в современных исследованиях клеточных культур. Статья освещает современные подходы к неинвазивному измерению кислорода непосредственно в культуральной среде. Показано, как использование специализированных систем позволяет проводить точный мониторинг гипоксических условий в реальном времени без нарушения культивирования, что особенно важно для получения воспроизводимых и физиологически релевантных результатов.

Датчики для мониторинга O₂, pH и CO₂ в микрофлюидике и миллифлюидике

Микрофлюидика и миллифлюидика — область науки, изучающая поведение потоков жидкостей в микроканалах и управление ими. Это новое направление является активно развивающейся технологией, уже широко применяемой в различных областях: от биологических и медицинских исследований до химии и инженерии.