Jak vybrat laboratorní třepačku?

Orbitální třepačka je nedílnou součástí každé biotechnologické laboratoře. Slouží pro samotné kultivace bakteriálních nebo tkáňových kultur, případně jako příprava inokula před fermentací v bioreaktoru. Už jenom proto je vhodné věnovat pečlivému výběru modelu a různého vybavení laboratorní třepačky dostatečný čas a péči.

Stolní a inkubované třepačky

Třepačky lze dělit na inkubované (s vlastní komorou a regulací teploty) a stolní, tedy bez inkubace. U laboratorních třepaček bez vlastní komory je vhodné hledat modely s vyšší odolností různým podmínkám (např. teplota, vlhkost), protože tento typ by měl být především určen pro použití v místnostech s regulovanou teplotou (klima komorách), inkubátorech nebo laminárních boxech. Chceme-li třepačku umístit např. v CO2 inkubátoru, je vhodné zaměřit se na odolnost vůči CO2 atmosféře a samozřejmě vlhkosti. Použití nevhodné třepačky může vyvolat rezavění některých součástek a následnou korozi interiéru inkubátoru. Kvalitní třepačka by měla mít výrobcem zaručenou odolnost teplotám od 4°C až do 60°C a odolnost vůči vlhkosti alespoň do 80 %. Těmto parametrům vyhovuje např. třepačka Celltron.

Inkubované třepačky u různých dodavatelů mohou být označovány rovněž jako „termostatovaná třepačka“ nebo „orbitální inkubátor“. Základním předpokladem je regulace teploty. Téměř každý výrobce nabízí variantu s chlazením nebo bez chlazení. Zde se hodí zvážit nároky vaší aplikace. Pokud dejme tomu nikdy nebude dosahovat teplot pod cca 35°C a současně teplota v laboratoři ani v letních měsících nepřesahuje 25°C, lze zvolit třepačku bez chladící jednotky. Přesto je dobré se u dodavatele informovat o možnosti dodatečné montáže chladící jednotky, pro případ nutnosti.

Oproti klasickým inkubátorům se u laboratorních třepaček udává teplotní rozsah, kde je minimální dosažitelná teplota odvozena od okolní teploty (OT nebo anglicky RT). Například rozsah „+6°C až 65°C“ tedy znamená, že při pokojové teplotě 21°C lze v třepačce dosáhnout minimální teploty 27°C. U chlazených modelů se proto můžeme setkat s rozsahem např. „-20 °C až +80 °C“. I zde se hodí doplnit, že výrobcem garantované minimum jsou 4°C nad nulou. Bodu mrazu ve třepačce totiž nedosáhneme ani vychlazením místnosti na 19°C.

Orbitální pohyb třepací desky třepačky

Orbitální pohyb, nebo také amplituda, udává rozsah, v jakém se pohybuje třepací deska, na kterou se umísťují baňky nebo zkumavky. Jeho hodnota přímo ovlivňuje faktor přenosu kyslíku do kultivovaného média (OTR – Oxygen Transfer Rate). Obecně platí, že čím vyšší otáčky, tím vyšší OTR. Některé kultury jsou citlivé na tržné síly a příliš vysoké otáčky mohou být na škodu. Proto se zejména u kultivace tkáňových kultur používá orbitální pohyb 50 mm namísto obvyklých 25 mm, u nichž se dosáhne stejné hodnoty OTR i při nižších otáčkách. Neplatí to však pro všechny tkáňové kultury, a pokud si nejste jistí, vyplatí se držet se standardní amplitudy 25 mm.

Standardizované hodnoty orbitálních pohybů u velkých výrobců jsou 3 mm, 25 mm, 50 mm a výjimečně se lze setkat i s 75 mm. Někteří výrobci nabízí u svých třepaček systém přepínání orbitálního pohybu. Příkladem může být Multitron Pro. Obvykle je však nutné volbu specifikovat při objednání. Důležité je držet se uvedených hodnot. Některé levnější třepačky mohou nabízet orbitální pohyby 15 mm, 20 mm nebo 30 mm. Pokud optimalizujete kultivaci na nestandardním orbitálním pohybu, bude vás čekat nemilé překvapení v případě přechodu na větší objemy (upscale proces).

Výše jsme zmínili také orbitální pohyb 3 mm. Hodí se doplnit, že tato hodnota najde své uplatnění pouze v tzv. mikrotitračních třepačkách pro malé vialky nebo deep-well destičky.

Rychlost třepání není vše

Jak jsme si už uvedli, úroveň přenosu kyslíku do média (OTR) je odvislá od rychlosti třepání (RPM – otáčky za minutu) a orbitálního pohybu třepací desky. Třepačky předních výrobců dnes dalece přesahují běžně používané hodnoty 200-250 RPM a nabízí teoretické rychlosti až 400 RPM nebo dokonce 500 RPM. Je tedy dost nepravděpodobné, že byste narazili na třepačku, která nebude dosahovat potřebné rychlosti. Spíše je vhodné se zaměřit na přesnost třepání (kolik RPM nastavíte a kolik to skutečně je). Odchylka by se měla pohybovat max. v rozmezí 1 % nebo 2 % maximálních otáček. Jinými slovy by u třepačky schopné dosahovat 400 RPM, nemělo docházet k odchylce přesahující 4-8 RPM.

Vybíráte-li větší a dražší model, určitě není na škodu si vyžádat nějaké reference a vyptat se současných uživatelů na stabilitu, otřesy a jak často jim servis mění některé vnitřní díly. Moderní třepačka by měla být de facto nezávislá na míře nakládky a otřesy nebo nadměrné opotřebení vnitřních mechanických částí by se neměly projevovat ani při částečném zatížení třepačky nakládkou. Vyhnete se tak zaplňování prázdného místa baňkami s vodou nebo nutnosti mechanického nastavování při každé změně počtu a objemu baněk.

Baňky a jak je uchytit ve třepačce

Drtivá většina baněk používaných ve třepačkách je stále typ Erlenmeyer. Výjimečně se při kultivacích tkáňových kultur objevuje také typ Fernbach. Přesto se hodí zamyšlení nad možnými alternativami a následné zvážení, zda nemohou přinést zlepšení výsledků. Pro bakteriální kultivace si stále více uživatelů našlo cestu k plastovým baňkám Ultra Yield. Tyto sice lze sterilizovat v autoklávu jenom několikrát a k dosažení lepších výsledků potřebují silný pohon třepačky zajišťující vyšší otáčky (až 350 RPM), na druhou stranu je lze plnit až na 40 % celkového objemu (u typu Erlenmeyer se uvádí max. 20 %) a při produkci proteinů dosahují až hodnoty 600 %. Alternativou Fernbachových baněk pak může být typ Optimum Growth, avšak tyto naráží na poměr ceny při skutečnosti, že jsou na jedno použití.

Máte-li vybrané baňky nebo zkumavky, zbývá určit, jak se budou ve třepačce upevňovat. Dávno je pryč doba různých pružinek nebo posunovacích tyčí. Osvědčenou metodou jsou dnes kovové (příp. plastové) klemy nebo adhezivní páska. Oproti adhezivní pásce mají klemy řadu nevýhod, ale své využití najdou právě při potřebě vyšších otáček (nad 250 RPM). Adhezivní páska Sticky Stuff nevyžaduje žádnou montáž při výměně baňky za jiný rozměr, uživatel může baňku umístit přesně tam, kam potřebuje a při správném zacházení lze dosáhnout stejné nebo i delší životnosti než u klem. Je však vhodné se zeptat dodavatele právě na životnost nabízené adhezivní pásky, protože někteří výrobci je nabízejí jako spotřební materiál s půlroční až roční životností. Pokud s adhezivní páskou nemáte zkušenosti, určitě se hodí si opět vyžádat reference.

Další výbava inkubovaných třepaček

Inkubované třepačky nemusí jen regulovat teplotu a rychlost třepání (ačkoliv to je nejčastější provedení). Lze je zpravidla vybavit dalším příslušenstvím, jako je např. UV sterilizace proudícího vzduchu, regulace vlhkosti parou, řízení CO2 atmosféry nebo LED fotosyntetické osvětlení. Zejména u posledního jmenovaného je vhodné si u dodavatele vyžádat graf distribuce světla a prostudovat si uvedené hodnoty, podobně jako u homogenity teploty. Předejdete tak překvapení, že z různých míst ve třepačce máte různé výsledky.

Karel Schmiedberger ml., Biotrade instruments, s.r.o.