Zvoní erlenmeyerovým baňkám hrana?

Roku 1860 vynalezl německý chemik Emil Erlenmeyer kónickou baňku se zúženým hrdlem, kterou dnes nikdo nenazve jinak než "erlenka". Své uplatnění našla především v orbitálních třepačkách, kde jde patrně o nejrozšířenější typ nádoby.

Mírnou "konkurenci" erlenkám vytvořil francouzský biolog Auguste Fernbach, ovšem pouze na poli kultivace tkáňových kultur. Erlenmeyerovy baňky dnes běžně definují kapacitu orbitálních třepaček. Sami výrobci udávají rozměry třepané platformy až jako sekundární informaci, za počtem erlenmeyerových baněk různých objemů, které je možné na třepanou platformu umístit. 

Po 155 letech přichází americká společnost THOMSON se snahou zvrátit zavedené zvyky a uzmout kus celosvětové kapacity třepaček pro jejich Ultra Yield baňky.

Až 5x více média ve stejné třepačce

Ultra Yield baňky jsou vyráběny v objemech 125 ml, 250 ml, 0,5 l a 2,5 l. To je oproti erlenmeyerovým baňkám značně omezená paleta výběru. Podstatný je ovšem pracovní objem, tedy kolik média lze v baňce použít. Ultra Yield baňky lze plnit běžně na 40 % celkového objemu, zatímco u erlenmeyerových baněk je doporučené maximum 20 %. Pracovní objem tedy vypádá následovně:

Zajímavé je především srovnání největších baněk. Zatímco na 1 litr média postačuje Ultra Yield s celkovým objemem 2,5 litru, pro stejné množství je zapotřebí pětilitrová erlenka. To je zajímavé především z pohledu kapacity orbitální třepačky – 2500 ml Ultra Yield baňku lze upevnit do klemy pro 2000 ml erlenmeyerovu baňku. 

Pojme-li vaše třepačka např. 10 dvoulitrových erlenmeyrových baněk, zpracováváte max. 2 litry média. S Ultra Yield baňkami by bylo možné objem média navýšit až na 10 litrů kultivovaného média, což je pětinásobné navýšení kapacity pouhou výměnou baněk a bez nutnosti markantních investic. 

Zajímavost: Třepačka Multitron Standard pojme 13 dvoulitrových baněk, tedy v kombinaci s Ultra Yield nabídne až 13 litrů média. Objemem srovnatelný bioreaktor by se pohyboval v cenách přes 1,5 milionu korun. 

Až 5× větší množství média v baňkách s sebou nese také riziko přetížení třepačky. Je tedy vhodné se ujistit u svého dodavatele, že daný model je na větší zatížení připraven. Plné zatížení v maximálních povolených otáčkách bylo testováno na třepačkách INFORS HT Multitron Standard, Multitron Pro a Minitron. Uživatelé pak potvrdili vlastní zkoušky na vybraných modelech značky Kühner.

Vyšší kapacita sama o sobě nestačí

Aby Ultra Yield baňky mohly být srovnávány s běžně používanými baňkami je zapotřebí více než jenom větší kapacity. Společnost THOMSON proto nechala zpracovat několik nezávislých studií od laboratoří firem jako Genentech, Pfizer nebo GSK, jejichž podrobné výsledky jsou zájemcům k dispozici na stránkách www.htslabs.com. 

Za zmínku stojí výsledky společnosti Pfizer, která srovnávala expresi proteinů (E.Coli) ve fernbachových baňkách a Ultra Yield baňkách. Výsledkem je enormní 610% nárůst proteinů v Ultra Yield. 

Klíčem je OTR

OTR (Oxygen Transfer Rate) nebo-li přenos kyslíku do média je klíčovým faktorem při produkci proteinů. Velká část uživatelů běžně používá alu fólii pro zakrytí hrdla baňky. Proti nežádoucí kontaminaci toto funguje dobře, ale nedá se říci, že by to napomáhalo okysličování třepaného média. Například E.Coli začne při nedostatečném okysličování produkovat nadměrné množství různých sekundárních proteinů. 

Aby Ultra Yield baňka byla kompletní, společnost THOMSON představila AirOtop Enhaced Seal – jednorázové víčko nebo spíše záslepku vybavenou 0,2 µm hydrofobním filtrem. Srovnání opět přineslo značný rozdíl v úrovni OTR a tím i minimalizaci tvorby sekundárních proteinů. 

Provedení

První co může uživatele překvapit je použitý materiál. Ultra Yield baňky jsou totiž z plastu, nikoliv ze skla, jak je běžné u erlenmeyerových baněk. Materiál asi nehraje takovou roli jako případné výsledky, ale přesto je dobré zmínit hlavní důvody tohoto provedení:

• Sterilní balení – Ultra Yield baňky jsou z výroby sterilně balené ve vacích. To umožňuje jejich okamžité použití a splní tak i požadavky uživatelů např. ve farmaceutickém průmyslu, kde je lze používat jednorázově.

• Nižší hmotnost – Ta sice neovlivňuje použití v orbitálních třepačkách, ale náklady na přepravu ano. Plast rovněž dovoluje výrobci baňky posílat v menším balení bez rizika, že uživateli dorazí pouze krabice plná střepů.

• Vyšší odolnost – Nejen při přepravě, ale i při pádu na zem je plast určitou výhodou oproti sklu.

Plastové Ultra Yield baňky jsou odolnější při pádu, ale je nutné zmínit, že totéž neplatí v počtu sterilizačních cyklů. Baňky nejsou striktně jednorázové a vydrží řadu standardních sterilizací v autoklávu při 121 °C. Časem však plast začne křehnout a bude asi na každém uživateli, jak dlouho ještě bude takovou baňku používat.

Součástí patentovaného tvaru baněk jsou také zarážky (baffles) ve dně nádoby. Jde o nezbytnou součást pro kultivace bakterií (E.coli, Pseudomomas, atp.), kvasinek (P. pastoris, Saccharomyces, atp.) nebo hub (Aspergillus, Streptomyces, atp.). 

Závěr

Erlenmeyerovy baňky mají v laboratořích své místo jisté díky univerzálnímu využití v různých procedurách. Možná však už za pár let z těchto procedur odpadnou kultivace v orbitálních třepačkách. Totiž i v oblasti tkáňových kultur je rostoucí konkurent - Optimum Growth baňky, ale o těch až v jiném článku.