Преглед на продукта
MICROIPOWER VP е лабораторен стъклен паралелен биореакторен системен комплекс, предназначен за микробна и бактериална ферментация, както и за култивиране на животински и насекомни клетки. Системата е базирана на проверената конструкция на MICROIPOWER07, но е подобрена чрез разпределена контролна технология и осигурява промишлена точност в компактна и удобна за потребителя платформа. Системата позволява на изследователите да управляват едновременно няколко биореактора чрез единен интерфейс, което значително повишава ефективността на изследванията и възможностите за разработка на процеси.
Основни характеристики
Интегрирана стъклена биореакторна конструкция с вграден промишлен сензорен екран (HMI)
Архитектура с разпределено управление за контрол на до 8 биореактора на система
Модул за температурен контрол, базиран на Пелтие елементи, с широк диапазон: от 4 °C до 80 °C (±0,2 °C)
Високоточни перисталтични помпи (до 6 на контролер): обратима и регулируема по скорост работа
Реалновременно видео наблюдение с възможност за дистанционно преглеждане и планирано заснемане на изображения
Модулна система за перки: триперкова, шестперкова, осемперкова и противопяна перка
Налични в стандартни работни обеми: 1 L, 2 L, 3 L и 5 L
Богата колекция адаптерни аксесоари за съвместимост с различни контролери, двигатели и други компоненти
Интегрирано системно ниво на управление за трети страни PAT устройства (технологии за процесен анализ)
Прозрачният съд от боросиликатно стъкло позволява реалновременно визуално наблюдение на растежа на микроорганизми или клетки без допълнителни оптични инструменти, което го прави идеален за изследвания в областта на биофармацевтиката, синтетичната биология и промишлената биотехнология.
ФИЛОСОФИЯ НА ДИЗАЙНА
MICROIPOWER VP затваря разрива между академичните изследвания и индустриалното производство. Традиционните лабораторни биореактори често страдат от слаб контрол върху параметрите, ниски скорости на трансфер на кислород и вариации между партиди — бариери, които забавят мащабирането.
Тази система решава тези предизвикателства чрез комбиниране на:
Оптичната яснота и химическата инертност на стъклото
Робустната архитектура за управление в промишлената биопреработка
Разпределена технология за управление, предназначена за паралелна работа
Налични са в стандартни работни обеми от 1 л, 2 л, 3 л и 5 л, като се предлагат и персонализирани размери; MICROIPOWER VP поддържа всички етапи – от скрининг на штамове до предварителна валидация на процеса според изискванията на GMP. Интегрираната му конструкция позволява мащабируемо разширяване и отговаря на нуждите както на малки изследователски лаборатории, така и на големи биотехнологични предприятия.
Основни технически иновации
1. Интегрирана система
MICROIPOWER VP представя революционна интегрирана система, която позволява на потребителите да:
Управляват едновременно до 8 биореактора чрез един-единствен интерфейс на устройството
Достъпват и управляват експериментите локално чрез вградения промишлен сензорен екран
Гарантират последователна производителност на всички единици чрез стандартизирани алгоритми за управление
Извършване на групови сравнения и оптимизация чрез инструменти за анализ на данни от множество групи
Опростяване на лабораторната подредба благодарение на компактните размери, подходящи за използване на лабораторна маса
Този дизайн е особено подходящ за високопропусклив скрининг, разработка на процеси и валидационни проучвания, където са от решаващо значение последователността и мащабируемостта. Интегрираният докосваем екран осигурява директно управление непосредствено от уреда, което елиминира необходимостта от външна връзка с персонален компютър, без да се компрометира пълен контрол върху всички системни параметри.
2. Модул за термостатичен контрол с Пелтие-елемент
Ключово нововъведение в MICROIPOWER VP е модулът за термостатичен контрол, базиран на термоелектрични Пелтие-елементи, който:
Осигурява прецизен термостатичен контрол: от 4 °C до 80 °C (±0,2 °C)
Елиминира необходимостта от външен доставчик на охлаждаща вода
Намалява енергийното потребление в сравнение с традиционните системи с водна обвивка
Ускорява циклите на стерилизация чрез намаляване на топлинната инерция
Поддържа стабилни температурни условия дори при бързи промени в околната среда
Този модул е идеален за приложения, изискващи прецизно регулиране на температурата, като например експресия на рекомбинантни протеини, производство на ваксини и анализ на метаболитен поток. Работата му се основава на ефекта на Пелтие, при който електрическата енергия се преобразува директно в топлинен пренос, което осигурява бързи и точни температурни корекции.
3. Високоточна перисталтична помпена система
Всеки контролер в системата MICROIPOWER VP поддържа до 6 високоточни перисталтични помпи, които са проектирани за:
Обратима работа с променлива скорост (0–100 % работен цикъл)
Прецизно дозиране на глюкоза, основа, хранителна среда и противопянови агенти
Автоматизирани стратегии за хранене, гарантиращи възпроизводимост на процеса
Минимално механично напрежение върху чувствителни микроорганизми и клетки
Ниски изисквания за поддръжка поради простата си конструкция
Тези помпи са от съществено значение за поддържане на прецизното доставяне на хранителни вещества, необходимо за микробна ферментация и култивиране на клетки с висок добив. Те са особено подходящи за приложения, свързани с организми, чувствителни към срязващи сили, където постоянното и ниско ниво на срязващи сили е критично за жизнеспособността и продуктивността на клетките.
4. Видео наблюдение и дистанционен достъп
MICROIPOWER VP включва напреднали функции за видео наблюдение:
Реалновременно дистанционно преглеждане на изображенията от биореакторната камера
Зададено по разписание заснемане на изображения за документиране и мониторинг на процеса
Достъп от компютър и мобилни устройства за управление на експерименталните процеси и данните
Интеграция с параметрите за контрол на процеса за корелирани наблюдения
Снимки с висока разделителна способност за подробно наблюдение на условията в културата
Тази функция е особено полезна за дългосрочни експерименти и при работа в среди с ограничен физически достъп до лабораторията. Тя позволява на изследователите да следят развитието на културата, да откриват потенциални проблеми на ранен етап и да правят необходимите корекции, без да са физически присъствали в лабораторията.
5. Система за регулиране на газовия поток
Регулирането на газовия поток в системата се осъществява чрез контролер на масовия поток (MFC), който:
Осигурява прецизно регулиране на газовия поток: 0,3–2,0 vvm (обемна скорост на газовия поток на минута)
Позволява както индивидуално регулиране, така и непрекъснато смесване на газовите потоци
Интегрира се със стерилни филтрационни системи, за да се предотврати контаминацията
Оптимизира междинната повърхност между газа и течността за ефективен пренос на кислород
Минимизира размера на мехурчетата, за да намали механичното напрежение върху чувствителните организми
Тази напреднала система за контрол на газовете осигурява оптимални условия за аерация за различни типове култури — от микробна ферментация до клетъчни култури с висока плътност. Тя е особено ценна за приложения, при които ефективността на преноса на кислород (kLa) е критична, като например микробни култури с висока клетъчна плътност и животински клетъчни култури, чувствителни към механично напрежение.
6. Интерфейс с докосваем екран HMI
Човеко-машинният интерфейс (HMI) на системата е 10-инчов промишлен докосваем екран, който:
** показва и позволява настройка на критичните параметри на процеса** (температура, pH, разтворен кислород (DO), скорост на разбъркване и др.)
Осигурява наблюдение в реално време на температурата, pH и разтворения кислород
Поддържа бърз достъп до стандартните операционни процедури (SOP)
Възможава лесна настройка и модифициране на експерименталните протоколи
Предлага инструменти за визуализация на данни за незабавна оценка на процеса
Промишленият HMI е проектиран за лабораторни среди и предлага устойчивост към прах, влага и други замърсители. Интуитивният му интерфейс намалява кривата на обучение за новите потребители, като едновременно осигурява напреднали функции за управление за опитните изследователи.
7. Модулна система за турбини
MICROIPOWER VP предлага диапазон от турбини, оптимизирани за различни типове култури:
Турбина с три лопатки: Идеална за обща смесване и пренос на кислород
Турбина с шест лопатки: Осигурява ниско напрежение при смесване за чувствителни организми
Турбина с осем лопатки: Оптимизирана за приложения с високо напрежение при смесване
Турбина за дезаерация: Ефективна за контрол на пената, без да нарушава условията в културата
Изборът на турбината може да се адаптира според специфичните изисквания на културата – от микробна ферментация до култури с висока плътност на клетки. Шестолопатковата конструкция се препоръчва особено за приложения, чувствителни към механично напрежение (сър), като например адхезивни клетъчни култури върху микроносители, където нискочестотното разбъркване (≤60 об/мин) е от критично значение за поддържане на жизнеспособността на клетките.
8. Система за барове
Допълнителни аксесоари за барове са налични за:
Подобряване на ефективността на разбъркването в съда
Повишаване на скоростта на масов пренос между газ и течност, както и между две течности
Намаляване на мъртви зони и подобряване на хомогенността на културата
Увеличаване на ефективността на преноса на кислород (kLa) с 30–40 %
Минимизиране на влиянието на стените върху условията в културата
Баровете са особено полезни при култури с висока вискозитет или при използване на микроносители за адхезивни клетъчни култури. Те работят в съчетание с системата за турбини, за да оптимизират потоковите модели в съда и да осигурят равномерно разпределение на хранителните вещества, кислорода и клетките.
Технически спецификации
| Параметри |
Спецификация |
| Материал на съда |
Стъкло с високо съдържание на боросиликат (ра ≤ 0,4 μm полирания вътрешен повърхност) |
| Работни обеми |
1 л, 2 л, 3 л, 5 л (с възможност за стерилизация в уреда: 121 °C, 15–30 мин) |
| Съотношение височина:диаметър (H:D) |
1:1,6 (стандартно), възможни са персонализирани съотношения |
| Система за смесване |
Импелер, монтиран отгоре, 50–1000 об/мин (точност ±1 об/мин), постояннотоков сервомотор |
| Контрол на температурата |
4 °C до 80 °C, ±0,2 °C, пелтиеров термоелектричен модул |
| контрол на pH |
0–14, ±0,01, с автоматично дозиране на основа/CO₂ |
| Разтворен кислород (DO) |
0–200 %, ±1 %, със смесване на O₂/N₂/въздух |
| Система за аерация |
Дълбоко разпръскване на газа, 0.3–2.0 vvm (контролер на масовия разход) |
| Филтрация на газ |
pTFE филтри с пропускана способност 0.2 μm (вход: 37 mm; изход: 50 mm) |
| Система за хранене |
контролер за 4 импелера на група, до 6 високоточни перисталтични помпи на контролер |
|
Обратима работа с променлива скорост (0–100 % работен цикъл) |
| Контролна система |
Разпределена архитектура, поддържа до 8 биореактора на система |
|
Стандартни комуникационни протоколи за интеграция с PAT устройства от трети страни |
|
Управление на една система без необходимост от външен компютър |
| Функции на софтуера |
SCADA система с регистриране на данни, аудитна следа и електронен подпис |
|
Едновременно преглеждане и сравнение на данни от множество партиди |
|
Автоматично изпълнение на референтни партиди |
|
Интегрирана методология за експериментално проектиране (DoE) |
|
Поддръжка за импортиране на данни от външни DoE системи |
|
Управление на потребителски права на няколко нива |
|
Стандартен API за разработка на персонализирани програми |
|
Съвместимост с Python за анализ на данни |
| Дистанционен достъп |
Поддръжка на десктоп и мобилни устройства |
|
Мониторинг и контрол в реално време |
|
Зададено автоматично заснемане на изображения и документиране |
| Съответствие |
GMP (2026) |
|
FDA 21 CFR Part 11 |
|
Функционалност за аудитна следа |
Защо да изберете MICROIPOWER VP?
Интегрирана ефективност на операциите: Изпълнение на до 8 експеримента едновременно при постоянни условия чрез единен интерфейс на устройството
Мащабируемост: Разширение от 4 до 8 биореактора на система чрез кластерно разширение
Точно управление: Промишлена точност в лабораторно удобен формат
Гъвкавост: Поддръжка както на микробна ферментация, така и на култури от животински/насекомни клетки
Потребителско приятен дизайн: 10-инчов промишлен сензорен екран осигурява директно управление непосредствено на уреда
Среда, богата на данни: Изчерпателни инструменти за регистриране и анализ на данни
Съответствие с нормативните изисквания: Съгласуван с действащите GMP и FDA изисквания за регулирани среди
Икономичност: Цялостен дизайн, който отстранява необходимостта от външно свързване към персонален компютър
Приложения и научна стойност
1. Микробна ферментация
MICROIPOWER VP е проектиран за прецизно управление на микробни ферментационни процеси, което позволява на изследователите да оптимизират условията за растеж и да максимизират добива за широк спектър от приложения.
Кейсове:
Оптимизация на ферментацията на Lactobacillus casei:
Постигане на последователно производство на млечна киселина чрез реалновременно регулиране на pH (точност ±0,01)
Оптимизиране на използването на въглероден източник с високоточни перисталтични помпи
Масштабиране от лабораторно до промишлено производство с увереност
Разработка на ферментационен процес с Aspergillus oryzae:
Максимизиране на производството на ензими (напр. протеази, амилази)
Оптимизиране на условията за растеж чрез DoE (Дизайн на експериментите)
Внедряване на автоматизирани стратегии за хранене за осигуряване на последователна производителност
Високоплътностна ферментация с Escherichia coli:
Постигане на високи оптични плътности (OD600 до 120)
Поддържане на постоянни нива на разтворен кислород (>30%)
Интеграция с инструменти за процесно аналитично наблюдение (PAT) за напреднало мониторинг
2. Културиране на клетки
MICROIPOWER VP е също много подходящ за култивиране на животински и насекомни клетки, включително суспензийни и адхезивни клетъчни линии.
Кейсове:
Култивиране на клетки от насекоми (SF9, HSV-1):
Поддръжка на култури с висока клетъчна плътност от насекоми
Внедряване на прецизен контрол на температурата за оптимална експресия на протеини
Интеграция с инструменти за процесно аналитично наблюдение (PAT) за напреднало мониторинг
Култивиране на бозайникови клетки (293T, CHO-K1):
Постигане на суспензийни култури с висока клетъчна плътност
Поддържане на постоянни стойности на pH и разтворен кислород
Внедряване на автоматизирани стратегии за хранене за осигуряване на последователна производителност
Високоплътна суспензионна култура на клетки Vero:
Постигане на висока клетъчна плътност (до 1,5×10⁷ клетки/мл)
Поддържа процесите за производство на ваксини
Внедряване на прецизен контрол на температурата за оптимална експресия на протеини
Адхерентна клетъчна култура върху микроносители:
Поддържа високоплътни адхерентни клетъчни култури (до 10⁷ клетки/мл)
Внедряване на условия с ниско срязващо напрежение (≤60 об/мин)
Интеграция с инструменти за процесно аналитично наблюдение (PAT) за напреднало мониторинг
Високоплътна суспензионна култура (293T, CHO-K1):
Постигане на висока клетъчна плътност (до 10⁹ клетки/мл)
Поддържа производството на рекомбинантни протеини
Внедряване на прецизен контрол на температурата за оптимална експресия на протеини
Заключение
MICROIPOWER VP представлява значителен напредък в технологията за паралелни биореактори, като комбинира прецизността и контрола на промишлените системи с удобството и достъпността на лабораторните уреди. Интегрираната конструкция с вграден промишлен сензорен екран опростява операцията, без да се компрометира пълният контрол върху критичните параметри. Способността на системата да управлява едновременно до 8 биореактора я прави идеален избор за изследвания с висока пропускливост и разработка на процеси.
За потребители, които имат нужда да провеждат паралелни експерименти без сложността на външно свързване към персонален компютър, MICROIPOWER VP предлага надеждно и лесно за използване решение. Неговите възможности за прецизно управление, включващи регулиране на температурата чрез Пелтие-елементи, високоточни перисталтични помпи и напреднало управление на газовия поток, гарантират последователна производителност във всички единици. Освен това, благодарение на съответствието си със стандартите GMP и FDA 21 CFR част 11, системата е готова за употреба в регулирани среди.
