Technické specifikace (biologické parametry)
| Parametr |
Specifikace |
| Materiál |
z nerezové oceli 316L |
| Pracovní objem |
20 L – 5 000 L |
| Použitelné typy buněk |
Linie buněk přizpůsobené suspenzní kultivaci (např. CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Rozsah buňkové hustoty |
1–10 × 10⁶ buněk/mL (typický provozní rozsah: 5–7 × 10⁶ buněk/mL) |
| Režimy pěstování |
Šaržové, doplňované šaržové, perfuzní |
| Systém míchání |
Magnetický pohon umístěný ve spodní části; 20–200 ot./min (±1 ot./min); střídavý servomotor |
| Typ oběžného kola |
Lopatkové míchadlo námořního typu (nízké smykové namáhání, vysoká účinnost míchání) |
| Příkon na jednotku objemu (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Kontrolní teplota |
5–60 °C, ±0,1 °C (dvojitá PID regulace s pláštěm) |
| řízení pH |
Rozsah: 2–12; přesnost: ±0,01; automatické dávkování zásadního roztoku/CO₂ |
| Dissolved Oxygen (DO) |
0–200 %, ±1 %; míchání plynů s O₂, N₂ a vzduchem |
| Aerační plyny |
Vzduch, O₂, N₂, CO₂ |
| Režimy aerace |
Hluboká a povrchová aerace |
| Průtok aerace |
0,3–2,0 vvm (objem plynu na objem média za minutu) |
| Škálovatelnost |
Až 5 000 L; škálování na základě bezrozměrných parametrů (P/V, Re, vvm) |
| Technologie uzavírání |
Magnetické těsnění pro kapaliny (nulový únik, bezúdržbové, sterilní) |
| Řídicí systém |
Samostatný průmyslový řídicí systém (nevyžaduje externí počítač); podporuje vzdálený přístup prostřednictvím chyftronu nebo počítače |
| Automatizační funkce |
Vestavěná podpora metod návrhu experimentů (DoE); automatické strategie dávkování; řízení více čerpadel (až 6 čerpadel na řídicí jednotku × 4 kanály) |
| Ochrana před výpadem elektrického proudu |
Automatické obnovení provozu s obnovou parametrů |
| Sterilizace |
Kompatibilní s sterilizací na místě (SIP) |
Klíčové biologické výhody
1. Vysoká hustota buněk a produktivita:
Optimalizovaný návrh systému pro přenos hmoty a tepla umožňuje dosažení hustoty buněk až 10⁷ buněk/mL – tedy 10 až 20krát vyšší než u konvenčních kultivací ve vlnivých baňkách – což výrazně zvyšuje výtěžek produktu.
2. Spolehlivá škálovatelnost:
Zvětšení měřítka procesu je založeno na bezrozměrných parametrech (P/V, Re, vvm), čímž se zajišťuje konzistentní výkon od laboratorního měřítka až po průmyslové měřítko 2 000 L. Pro ověření škálovatelnosti je vyžadováno tři po sobě jdoucí šarže s mezišaržovou variabilitou hustoty buněk a titru nižší než 10 %.
3. Přesná kontrola prostředí:
Teplota: ±0,1 °C
pH: ±0,01
RO (rozpuštěný kyslík): ±1 %
Splňuje přísné požadavky citlivých biologických procesů.
4. Optimalizace procesu s vysokou propustností:
Vestavěná funkce návrhu experimentů (DoE) umožňuje současnou optimalizaci více parametrů, čímž se výrazně zkracují časové rámce vývoje procesu.
5. Kompatibilita s průmyslovým měřítkem:
Vyznačuje se konstrukcí pevného lože a technologií magnetického těsnění kapaliny, která zajišťuje stabilitu systému, sterilitu, nulové úniky, bezúdržbovost a bezopotřební provoz při zvětšování měřítka.
6. Plná automatizace:
Funkční bez externího počítače; podporuje vzdálené sledování a řízení prostřednictvím internetem připojených zařízení (smartphone nebo počítač). Zahrnuje automatické spouštění strategií dávkování.
7. Ochrana před výpadkem napájení:
Vybaveno funkcí automatického restartu po výpadku napájení, která obnovuje všechny řídicí parametry do stavu před výpadkem, aby bylo zajištěno nepřetržité dlouhodobé pěstování kultur.
Použití 1. Výroba monoklonálních protilátek:
Podporuje suspenzní kulturu buněk CHO ve vysoké hustotě. V měřítku 500 L dosahuje hodnoty optické hustoty při vlnové délce 600 nm (OD₆₀₀) vyšší než 300 a koeficientu přenosu kyslíku (kLa) až 675 h⁻¹, čímž výrazně zvyšuje výtěžek monoklonálních protilátek.
2. Exprese rekombinantních proteinů:
Přesná regulace teploty (4–80 °C) a pH optimalizuje podmínky exprese proteinů, jako je inzulín a růstové hormony.
3. Výroba virových vektorů:
Vhodné pro suspenzní kulturu adenovirů, AAV atd. Optimalizované míchání (60–80 ot./min) a aerace (0,5–1,5 vvm) zvyšují titr virů.
4. Fermentace mikroorganismů ve vysoké hustotě:
Lze použít pro Escherichia coli a kvasinky, podporuje OD₆₀₀ > 300, což je ideální pro výrobu antibiotik a rekombinantních proteinů.
Doporučení pro optimalizaci procesu
1. Optimalizace míchání:
o Začněte rychlostí 60–80 ot./min.
o Pokud překročí hustota buněk 5 × 10⁶ buněk/mL, snižte rychlost na 40–60 ot./min., aby se minimalizovalo poškození způsobené smykovými silami.
2. Strategie přídavku živin:
Použijte automatické systémy s přídavkem živin v dávkovém režimu nebo s průtokem (fed-batch/perfusion) s reálným přizpůsobením na základě metabolitů (např. glukózy, kyseliny mléčné). Každý z 4 regulátorů může řídit až 6 vysokopřesných peristaltických čerpadel, což umožňuje složité vícestupňové nebo víceživinové protokoly přídavku živin.
3. Regulace rozpuštěného kyslíku:
Udržujte hladinu rozpuštěného kyslíku (DO) v rozmezí 30–50 % během fází vysoké hustoty buněk. Přizpůsobte odpovídajícím způsobem objemový průtok plynu (vvm, 0,3–2,0) a rychlost míchání (50–100 ot./min.). U buněk s vysokou náročností na kyslík použijte dvojí způsob aerace: hlubinné provzdušňování během sterilizace a povrchové provzdušňování během kultivace.
4. Nastavení kultivace s průtokem: Použijte zařízení pro retenci buněk, abyste udrželi hustotu buněk na úrovni 5–7 × 10⁶ buněk/mL. Počáteční rychlost průtoku nastavte na 0,1–0,3 objemu reaktoru za den a postupně ji zvyšujte na 0,5–1,0 objemu reaktoru za den, jak roste hustota buněk.
5. Validace zvětšení měřítka:
Udržujte poměr výkonu k objemu (P/V) na úrovni 30 W/m³ úpravou průměru a otáček míchacího kola. Pro sestavení robustního modelu zvětšení měřítka proveďte 3–5 pilotních šarží a shromážděte data o teplotě, pH, rozpuštěném kyslíku (DO), hustotě buněk a titru.
6. Zajištění sterility:
Magnetická těsnění kapaliny zajišťují sterilitu na rozhraní hřídele míchadla. Vždy dodržujte aseptické provozní postupy a pravidelně provádějte testy integrity systému a validaci sterilizace.
