Команда исследователей из Университетского колледжа Лондона начинает устранять этот разрыв, применяя аналитические методы для размешиваемых биореакторов к гидрогазодинамике орбитальным образом встряхиваемых биореакторов (OSBs). Объединяя вертикальные и горизонтальные измерения через изображение частицы velocimetry, группа восстановила 3D модель потока OSB и определила главные особенности последовательных структур в OSBs. Они издают свою работу на этой неделе в Физике Жидкостей от AIP Publishing.
«В этой работе мы использовали два различных метода разложения, которые позволили нам определять доминирующие способы колебания потока внутри в реакторе», сказал Андреа Дуччи, автор на бумаге. «Первая пара способов управляет свободным поверхностным движением и поэтому проветриванием клеток, в то время как вторая пара связана с оптовым потоком бака».Встряхиваемое предложение биореакторов низко стрижет усилия и четко определенные свободные поверхности кислородной передачи, нежной циркуляции, которая жизненно важна для клеток млекопитающих культивирования. Надлежащее ортогональное разложение (POD), способы разрядов энергией, в то время как динамическое разложение способа (DMD), заказывает им частотой. Дуччи сказал, что их команда использует эти методы, чтобы проанализировать OSBs впервые.
Исследователи использовали анализ Finite-Time Lyapunov Exponent (FTLE), чтобы оценить, как хорошо реактор рассеивает питательные вещества. В FTLE пути смежных частиц сшиты вместе от серии отложенных на время изображений. Чем далее частицы после промежутка времени, тем лучше смешивание.Команда измерила поток в OSBs в двух различных числах Фруда (франк), безразмерные количества, которые связывают инерцию потока с силой тяжести и используются, чтобы предсказать, когда поток биореактора находится в или несовпадающий по фазе со своей орбитой.
«Если Вы продолжаете измерять параметры, такие как число Фруда, постоянное, Вы можете увеличить размер своей системы и воссоздать оптимальную окружающую среду», сказал Дуччи. «Если Вы – биолог и определили оптимальные условия для роста клеток, но должны произвести в большей сумме, мы можем использовать эти параметры вычисления, чтобы сделать реактор более крупным».Затем команда планирует расширить их исследование на другие типы нецилиндрических реакторов и улучшающихся приостановок клетки, далее устранить разрыв между различными типами биореакторов.