نظرة عامة على المنتج
أجهزة التخمير الحيوي لسلسلة CELLIPOWER المخصصة لزراعة الخلايا هي أنظمة كلاسيكية من نوع الطاولة المكتبية، صُمّمت خصيصًا لزراعة الخلايا على نطاق المختبر. وتتكوّن هذه الأجهزة من زجاج بوروسيليكات عالي الجودة، ما يمنحها مقاومة ممتازة للحرارة والمواد الكيميائية، ووضوحًا بصريًّا يسمح بالرصد الفعلي المباشر، وتوافقًا مع عمليات التعقيم القياسية في الأوتوكلاف (عند درجة حرارة ١٢١ °م)، مما يضمن بيئة معقّمة وموثوقة للعمليات البيولوجية الحساسة.
تم تطوير سلسلة CELLIPOWER من قِبل شركة شانغهاي ريتاي لمعدات الطب المشروع المحدودة، وهي سلسلة تدمج مبادئ هندسة الأحياء الحديثة مع بنية تحكم صناعية لتقديم حلٍّ شامل للتطبيقات الصيدلانية الحيوية والتكنولوجيا الحيوية المعاصرة. ويدعم النظام زراعة الخلايا العالقة، والخلايا الملتصقة القائمة على الجسيمات الدقيقة (Microcarrier)، والخلايا الملتصقة على أقراص الألياف، ما يجعله مثاليًا لتطوير وإنتاج الأجسام المضادة العلاجية، والعلاجات الخلوية والجينية، واللقاحات، والخلايا الجذعية، والإكزوزومات، وغيرها.
وتتوافق جميع الموديلات مع معايير التصنيع الجيد للمواد الصيدلانية (cGMP)، وتتميز بحاسوب لوحي صناعي مزود بشاشة لمس مقترنٌ بنظام تحكم PLC من شركة سيمنز، مما يتيح التنظيم الدقيق للمعاملات العملية الحرجة — ومنها درجة الحرارة (±0.1 °م)، ودرجة الحموضة (pH) (±0.01)، والأكسجين المذاب (DO) (±1%)، وسرعة التحريك — وذلك عبر خوارزميات PID المتقدمة والتغذية الراجعة الفورية.
مزوَّد بنظام تغذية بمضخة جاذبية ذات ٤ قنوات ومحكمات تدفق كتلي حراري (MFCs) لتوصيل الغاز، ويُمكِّن هذا النظام من دعم استراتيجيات التغذية المعقدة مثل الوضع الدفعي (Batch) والوضع الدفعي المُغذَّى (Fed-batch) ووضع الترشيح المستمر (Perfusion)، ما يسهِّل تطوير العمليات بمرونة وقابلية للتوسُّع.
وبفضل دقته الاستثنائية في التكرار، وكفاءته التشغيلية العالية، وتصميمه سهل الاستخدام، تشكِّل سلسلة CELLIPOWER منصة مثالية لتطوير العمليات في المرحلة العليا (Upstream) في كلٍّ من البيئات الأكاديمية والصناعية.
الميزات التقنية الأساسية ١. أنظمة التحريك الدقيقة
وقد صُمِّمت السلسلة خصيصًا لتلبية متطلبات زراعة الخلايا المختلفة، وتوفِّر ثلاث تكوينات مُحسَّنة لمراوح التحريك:
CELLIPOWER01 (للخلايا العالقة): يتميَّز بمروحة تحريك من النوع الدافع (Propeller-type) تحقِّق خلطًا محوريًّا فعَّالًا مع إجهاد قصٍّ منخفض (من ٢٠ إلى ٢٠٠ دورة في الدقيقة، بدقة ±١ دورة في الدقيقة). وهو مثالي لثقافات الكثافة العالية لخلايا CHO وHEK293T وغيرها من الخطوط الخلوية المُكيَّفة على النمو العالق، حيث يحقِّق كفاءة خلط أعلى بنسبة تصل إلى ١٫٥ مرة مقارنةً بالمراوح التقليدية، مع تقليل أقصى حدٍّ ممكنٍ من الإضرار بالخلايا.
CELLIPOWER02 (للحالات التي تعتمد على الخلايا الملتصقة بالوسائط الداعمة الميكروية): يستخدم محرّك دوّار من نوع المجداف جنبًا إلى جنب مع نظام توزيع الغاز عبر فتحات دقيقة لضمان ظروف هيدروديناميكية لطيفة (إجهاد القص: ٠٫١–٠٫٣ واط/م³). ويمنع هذا الترتيب تكتُّل الخلايا وتجمُّع الوسائط الداعمة الميكروية، ما يعزِّز قابليتها للبقاء والإنتاجية في التطبيقات مثل إنتاج المتجهات الفيروسية أو اللقاحات.
CELLIPOWER03 (للحالات التي تعتمد على الخلايا الملتصقة بأقراص الألياف): يستخدم أيضًا محرّك دوّار من نوع المجداف، لكنه يدمج نظام توزيع غاز دوّار يمنع انفجار الفقاعات مباشرةً عند سطح السائل. ويقلِّل هذا الترتيب بشكل أكبر من الإجهاد الميكانيكي الواقع على الخلايا الحساسة مثل الخلايا الجذعية المesoenchymal (MSCs) والخلايا الجذعية المحفَّزة متعددة القدرات (iPSCs)، مع ضمان توزيع متجانس للأكسجين—وهو أمرٌ حاسمٌ لإنتاج الإكسوزومات وتوسيع الخلايا الجذعية.
وتستخدم جميع النماذج محركات خطوية تعمل بالتيار المتناوب (AC) مع تنظيم دقيق للسرعة بواسطة وحدة تحكُّم ذات خوارزمية PID، مما يدعم التعديل الديناميكي للسرعة استنادًا إلى مرحلة الزراعة لتقليل التدخل اليدوي إلى أدنى حدٍّ ممكن.
٢. مجموعة حساسات عالية الدقة
يُمكِّن استخدام أجهزة استشعار رائدة في المجال من المراقبة الفورية للبيئة الزراعية والتحكم الدقيق فيها:
درجة الحرارة: جهاز إرسال رقمي مدمج بدقة ±0.1 °م؛ النطاق: 5–65 °م (أعلى من درجة حرارة ماء التبريد)؛ معدل الاستجابة حتى 0.5 °م/دقيقة.
pH: النطاق: 0–14، والدقة: ±0.01 (وهي دقة تفوق بكثير الأنظمة النموذجية التي تبلغ دقتها ±0.1)؛ استجابة سريعة (< 30 ثانية)؛ يتم التحكم فيها عبر إضافات غاز ثاني أكسيد الكربون والقواعد.
الأكسجين المذاب (DO): النطاق: 0–200%، والدقة: ±1%؛ جهاز استشعار ذاتي المعايرة؛ ويتم تنظيمه عن طريق خلط غازات الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون والهواء.
مستوى السائل: مجسات من الفولاذ المقاوم للصدأ بدقة ±1 مل؛ تدعم التغذية الآلية وتبديل الوسط الزرعي.
تتميز جميع المجسات بتصميم قابل للإزالة لتسهيل عملية المعايرة أو الاستبدال، وتعمل بمعدل أخذ عينات يصل إلى 10 هرتز لالتقاط بيانات عالية الدقة.
3. نظام التحكم الذكي في الغازات
يضمن الإدارة الدقيقة للغازات ظروفاً أيضية مثلى:
أجهزة التحكم في تدفق الكتلة (MFCs): توفر أجهزة التحكم في تدفق الكتلة من النوع الحراري تدفقات غازية تتراوح بين ٠٫١ و٥ لتر/دقيقة قياسي (SLPM) بدقة ±١٪ عبر أربعة غازات (O₂، N₂، CO₂، الهواء).
تقنيات توزيع الغاز:
التنقية الدقيقة المسامية (CELLIPOWER01/02): تُولِّد فقاعات قطرها من ١٠٠ إلى ٣٠٠ ميكرومتر لتقليل الإجهاد القصي إلى أدنى حد.
التنقية الدوارة الموزِّعة (CELLIPOWER03): توزِّع الغاز بشكل متجانس دون انهيار الفقاعات على السطح.
الترشيح التعقيم: مرشحات المدخل (٣٧ مم) والمخرج (٥٠ مم) المصنوعة من مادة بولي تيترا فلورو إيثيلين (PTFE) ذات مسامية ٠٫٢ ميكرومتر، ويمكن إعادة استخدامها لأكثر من ١٠٠ دورة.
المكثِّف العادم: وحدة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316L لإزالة الرطوبة بكفاءة تزيد عن ٩٥٪، ومنع تلوث الانعكاس.
يُنسِّق النظام الغازي ديناميكيًّا مع أنظمة التحكم في درجة الحموضة (pH) والأكسجين المذاب (DO) للحفاظ على ظروف الزراعة المثلى طوال مدة التشغيل.
٤. نظام التغذية المرن
يتيح نظام المضخة الدوارة المتكامل المكوَّن من ٤ قنوات توصيلًا متعدد الاستخدامات للمغذيات والكواشف:
تعمل كل مضخة بشكل مستقل بسرعة ٣٠ دورة في الدقيقة، مع إمكانية ضبط دورة التشغيل من ٠٪ إلى ١٠٠٪.
دقة التغذية: ±٠٫٥٪ من القيمة المُحدَّدة.
يدعم أوضاع التشغيل الدفعي، والدفعي المُغذِّي، والتنقية — بما في ذلك تبديل الوسط المستمر لثقافات الكثافة العالية.
تتيح أربعة منافذ قياسية من نوع المشابك اتصالاً سريعًا لمحلولات الجلوكوز أو القاعدة أو التغذية أو مثبِّط الرغوة.
يتم تسجيل جميع أحداث التغذية تلقائيًّا (بالحجم والتاريخ والوقت) بدقة تراكمية ±١ مل، ويمكن تصدير السجل عبر برنامج SCADA.
٥. بنية التحكم الموزَّعة
مُصمَّمة للتوسُّع والامتثال للمعايير:
أجهزة التحكم: حاسوب صناعي بشاشة لمس + وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) من شركة Siemens.
برنامج نظام الإشراف والتحكم الصناعي (SCADA): متوافق تمامًا مع متطلبات التصنيع الجيد للمواد الصيدلانية (cGMP)؛ ويدعم تسجيل البيانات، وتحليل الاتجاهات، وسجلات التدقيق، والتوقيعات الإلكترونية.
تخزين البيانات: سعة داخلية تبلغ 128 جيجابايت (تكفي لتسجيل بيانات تصل إلى 20 أسبوعًا)؛ قابلة للتوسيع حتى 1 تيرابايت لأرشفة البيانات على المدى الطويل.
إدارة المستخدمين: تدعم حتى 23 حسابًا لمشغِّلين، مع ثلاث مستويات صلاحيات وحماية بكلمة مرور.
المزامنة: تُظهر العمليات المتعددة الوحدات انحرافًا أقل من ±٠٫١٪، مما يمكِّن من إجراء فحوصات عالية الإنتاجية.
الاتصال: يدعم بروتوكولي Modbus/TCP وEtherNet/IP للتكامل السلس ضمن سير عمل معالجة الأحياء الدقيقة الأوسع.
وتتيح هذه البنية التحتية التوسُّع السلس من المرحلة المخبرية إلى المرحلة شبه الإنتاجية أو الإنتاجية الفعلية، مما يقلل من فترات تطوير العمليات.
٦. أخذ العينات والمراقبة
مصمَّمة لضمان التعقيم وسلامة البيانات:
أخذ العينات العقيمة: تستخدم عبوات زجاجية + صمام ثلاثي الاتجاه + ختم مشدود بالمشبك، ما يسمح بأداء أخذ العينات عبر الإنترنت دون مقاطعة عملية الزراعة.
نطاق أخذ العينات: ١–٥٠ مل (قابل للضبط)؛ بدقة ±١ مل؛ وبحد أقصى مرة واحدة في الدقيقة.
المراقبة في الوقت الفعلي: تتعقب درجة الحرارة، ودرجة الحموضة (pH)، والأكسجين المذاب (DO)، والتحريك، ومستوى السائل، والضغط مع عرض بياني ووظائف إنذار.
تصدير البيانات: بصيغتي CSV/Excel للتحليل خارج الخط أو لتقديمها إلى الجهات التنظيمية.
أدوات تحسين العمليات: وحدات مدمجة لتصميم التجارب (DOE) ومنهجية سطح الاستجابة (RSM) تُسرّع من تحسين الوسائط والعمليات.
مجالات التطبيق والمواصفات الأداء البارزة
١. المستحضرات الصيدلانية الحيوية
إنتاج الأجسام المضادة: يحقق كثافة خلوية تزيد عن ١٫٠ × ١٠⁷ خلية/مل باستخدام خلايا CHO/HEK293T؛ ويرفع العائد بنسبة تزيد عن ٣٠٪.
العلاج بالخلايا: نسبة حيوية تزيد عن ٩٥٪ لثقافات الخلايا التائية/الخلايا القاتلة الطبيعية (NK)/الخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSC)؛ وتصميم منخفض الإجهاد يحافظ على وظيفة الخلايا.
اللقاحات: يدعم إنتاج فيروسات AAV/الفيروسات البطيئة (lentivirus) بعوائد تصل إلى ١ × ١٠¹⁰ وحدة دولية/لتر.
الخلايا الجذعية: يمكّن من تضخيم الخلايا الجذعية المحفَّزة متعددة القدرات (iPSCs) والخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSCs) بمقدار ٢٠ ضعفًا مع أدنى حدٍّ من التمايز.
الإكسوزومات: ينتج ما يصل إلى ١ × ١٠¹¹ جسيمًا/مل تحت تحكم دقيق جدًّا في درجة الحموضة (pH) والأكسجين المذاب (DO).
٢. الإنزيمات الصناعية
السيلولاز: النشاط النوعي يصل إلى ١٫٩ وحدة/ملغ (بيشيا باستوريس) عند ٥٢ °م، ودرجة الحموضة ٥٫٥.
البروتياز: يُنتج ٥٠ وحدة/مل من بكتيريا الباسيلس أو البكتيريا اللاكتيكية.
الفحص عالي الإنتاجية: تقييم السلالات أو العمليات أسرع بنسبة ٥٠٪ عبر تشغيل متوازٍ في عدة مفاعلات.
٣. البروبيوتيك ومعالجة مياه الصرف الصحي
توسيع نطاق البروبيوتيك: زيادة العائد بنسبة ٣٠٪ لبكتيريا الباسيلس أو البكتيريا النترية.
التشارك الحيوي بين الطحالب والبكتيريا: يحقق إزالة تجاوز ٩٠٪ لمتطلب الأكسجين الكيميائي (COD)، وإزالة ٩٦٫٦٪ من أيون الأمونيوم (NH₄⁺-N) و٩٨٫٦٪ من الفوسفات (PO₄³⁻-P) في عمليات إزالة التلوث البيولوجي.
٤. زراعة خلايا النباتات
المحاليل المعلَّقة: كثافة تصل إلى ٥ × ١٠⁶ خلية/مل.
المحاليل المثبتة: نسبة التصاق الخلايا تتجاوز ٩٠٪ على حاملات دقيقة أو أقراص ليفية.
الزراعة المشتركة: زيادة بنسبة 40% في إنتاج المستقلبات الثانوية عبر التآزر بين النباتات والكائنات الدقيقة. 
المزايا الرئيسية
| الفئة |
الميزة |
| المادة |
زجاج البوروسيليكات: يمكن تعقيُه تلقائيًّا (عند 121°م)، ووضوح بصري يفوق 95%، وناعمية سطحية (Ra) تساوي أو تقل عن 0.6 ميكرومتر، ويمكن إعادة استخدامه لأكثر من 5 سنوات. |
| الدقة |
تحكم رائد في القطاع: دقة التحكم في درجة الحرارة ±0.1°م، وفي الأس الهيدروجيني ±0.01، وفي تركيز الأكسجين المذاب ±1%. |
| قابلية التوسع |
يدعم تشغيل 1–16 وحدة متوازية مع تشغيل متزامن. |
| قابلية الاستخدام |
واجهة مستخدم رسومية بديهية، واستجابة نظامية أسرع من ثانية واحدة، وتكوين قابل للتعديل وفق الوحدات. |
| الامتثال |
توثيق كامل لمراحل التأهيل التصميمي (DQ)، والتأهيل التثبيتي (IQ)، والتأهيل التشغيلي (OQ)، والتأهيل الأداء (PQ)؛ وسجل تدقيق (Audit Trail)؛ وجاهزٌ للاستيفاء من متطلبات الجزء 21 من اللائحة الاتحادية الأمريكية لمعايير الغذاء والعقاقير (CFR Part 11). |
| الكفاءة |
التغذية الآلية، والتحليلات الفورية، وأدوات التصميم التجريبي (DOE) تُقلِّص دورات التطوير. |
المواصفات الفنية
| الفئة |
عنصر |
CELLIPOWER01 |
CELLIPOWER02 |
CELLIPOWER03 |
مايكروآي باور07 |
| تانك |
الحجم الإجمالي |
1لتر |
3 لتر |
5 لتر |
10 لتر |
15 لترًا |
| حجم العمل |
0.8 لتر |
2لتر |
3.5 لتر |
7.5 لتر |
10.5 لتر |
| نسبة العرض إلى الارتفاع |
1:02 |
01:01.6 |
| الأَبْعَادُ الكُلِّيَّةُ |
ارتفاع ٥٤٠ مم × عرض ٣٩٠ مم × عمق ٤٨٥ مم |
قطر ٢١٠ مم × ارتفاع ٦٩٠ مم |
قطر ٢٤٠ مم × ارتفاع ٧٥٨ مم |
قطر ٢٩٠ مم × ارتفاع ٨٢٠ مم |
قطر ٣٣٠ مم × ارتفاع ٩١٠ مم |
| أبعاد التعقيم |
قطر ١٠٦ مم × ارتفاع ٢٧٠ مم |
قطر ٢٠٠ مم × ارتفاع ٥٢٠ مم |
قطر ٢٢٠ مم × ارتفاع ٥٧٠ مم |
قطر ٢٦٠ مم × ارتفاع ٦٣٠ مم |
قطر ٣٠٠ × ارتفاع ٧٢٠ مم |
| المادة |
زجاج البورسليكات |
| الفئة |
عنصر |
CELLIPOWER01 |
CELLIPOWER02 |
CELLIPOWER03 |
مايكروآي باور07 |
| نوع |
النمو |
خلية تعليق |
ناقل دقيق للخلايا المتماسكة |
قرص ألياف ناقل للخلايا المتماسكة |
التخمير المجهرية |
| التهوية |
انفجار الفقاعات المُوزَّعة عبر المسام الدقيقة عند العودة إلى الوسط |
انفجار الفقاعات المُوزَّعة عبر المسام الدقيقة عند العودة إلى الوسط |
انفجار الفقاعات المُوزَّعة دورانيًّا عند العودة إلى الوسط، دون تماس مباشر مع الخلايا. |
انفجار الفقاعات المُوزَّعة بواسطة ريش دوارة عالية السرعة عند العودة إلى الوسط |
| توزيع الخلايا |
معلَّقة بالكامل: لا توجد التصاقات، وتوزيع متجانس. |
الناقلات الدقيقة معلَّقة، والتوزيع يعتمد على الناقل |
الخلايا في الغالب ثابتة: كثافة أعلى |
معلَّقة بالكامل: لا توجد التصاقات، وتوزيع متجانس. |
| التحريك |
الطريقة |
تحريك علوي، مُدار ميكانيكيًا، محرك تدرج تيار متناوب، تحكم بنظام PID |
| عرض |
عرض رقمي، ±1 دورة/دقيقة |
| مدى السرعة |
من ٢٠ إلى ٢٠٠ دورة/دقيقة |
50～1000دورة في الدقيقة |
| أنواع التوربينات المحرِّكة |
المروحة |
فرشاة مسطحة |
فرشاة مسطحة |
توربين ذو شفرة مسطحة |
| المستشعرات |
pH |
مدى درجة الحموضة: ٠–١٤، تحكم بنظام PID، الدقة: ±٠٫٠١، متصل بالقلوي وثاني أكسيد الكربون |
| DO |
مدى الأكسجين المذاب: ٠–٢٠٠٪، تحكم بنظام PID، الدقة: ±١٪، مرتبط بالأكسجين والنيتروجين والهواء |
| مستوى السائل |
مجسات من الفولاذ المقاوم للصدأ، تحكم بنظام PID، باستخدام ١–٢ مجس |
| درجة الحرارة |
مرسل حرارة مدمج، دقة العرض الرقمي: ±٠٫١°م؛ |
| تحكم الغاز |
قياس التدفق |
منظم تدفق كتلي حراري، معدل التدفق من ٠٫١ إلى ٥ لتر/دقيقة عند الظروف القياسية |
| نظام تحكم الغاز |
النيتروجين (N₂)، الأكسجين (O₂)، ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، الهواء |
O2، هواء |
| فلتر |
المدخل: قطره ٣٧ مم، مع فلتر بحجم شقوق ٠٫٢ ميكرومتر، مصنوع من مادة البوليمر الفلوريني (PTFE). المخرج: قطره ٥٠ مم، مع فلتر بحجم شقوق ٠٫٢ ميكرومتر، مصنوع من مادة البوليمر الفلوريني (PTFE) |
| مكثف العادم |
الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة ٣١٦L |
| إدخال السوائل |
٤ مضخات جيبية دوارة |
تجميع التدفق؛ السرعة: ٣٠ دورة/دقيقة؛ زمن التشغيل القابل للضبط: من ٠ إلى ١٠٠٪ |
| تحكم في درجة الحرارة |
الطريقة |
تنظيم يعتمد على خوارزمية PID، وتبريد بالماء أو تسخين كهربائي بواسطة غطاء ساخن، ودقة التحكم: ±٠٫٢°م |
| نطاق التحكم |
من ٥°م إلى ٦٥°م (أعلى من درجة حرارة ماء التبريد) |
| نظام التحكم |
1لتر |
حاسوب شخصي متكامل + وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة صغيرة من شركة سيمنز |
| ٣ لتر، ٥ لتر، ١٠ لتر، ١٥ لتر |
حاسوب لوحي صناعي اللمس + وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة من شركة سيمنز. |
| تسجيل البيانات |
تكوين الحاسوب (الحاسوب الشخصي) مع برنامج نظام الإشراف والتحكم في العمليات (SCADA) |
الخاتمة
تمثل سلسلة CELLIPOWER حلاً قويًّا ومتعدد الاستخدامات ومتوافقًا مع المتطلبات التنظيمية لتطوير عمليات زراعة الخلايا المتقدمة. وبدمجها بين متانة الزجاج البورسيليكات، والتحكم الدقيق في الظروف البيئية، والأتمتة الذكية، فإنها تُسدّ الفجوة بين الابتكار البحثي والتصنيع وفق معايير التصنيع الجيد (GMP).
سواء كنت تُحسّن عملية إنتاج الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، أو تطوّر علاجًا خلويًّا جديدًا، أو تُنتج نواقل فيروسية، أو تستكشف أساليب التصنيع الحيوي المستدامة باستخدام الطحالب أو الإنزيمات، فإن منصة CELLIPOWER توفّر المرونة والموثوقية وسلامة البيانات اللازمة لتسريع رحلتك من المختبر إلى العيادة — أو إلى السوق.
اختر سلسلة CELLIPOWER لتمكين بحوثك العلمية بفضل التميُّز الهندسي.
