Přehled produktu
MICROIPOWER VP je laboratorní skleněný paralelní bioreaktorový systém určený pro mikrobiální a bakteriální fermentaci i pro kultivaci živočišných a hmyzích buněk. Založen na osvědčeném konstrukčním řešení MICROIPOWER07, avšak vylepšen distribuovanou řídící technologií, poskytuje průmyslovou přesnost v kompaktní a uživatelsky přívětivé platformě. Systém umožňuje výzkumníkům provozovat více bioreaktorů současně prostřednictvím jednotného rozhraní, čímž výrazně zvyšuje efektivitu výzkumu a schopnosti vývoje procesů.
Klíčové vlastnosti
Integrovaný skleněný bioreaktor s vestavěným průmyslovým dotykovým displejem HMI
Distribuovaná řídící architektura pro řízení až 8 bioreaktorů na jeden systém
Modul pro teplotní regulaci na bázi Peltierova jevu s širokým rozsahem: 4 °C až 80 °C (±0,2 °C)
Vysoce přesné peristaltické čerpadla (až 6 na řídicí jednotku): reverzibilní provoz se proměnnou rychlostí
Sledování videa v reálném čase s možností dálkového prohlížení a plánovaného zachycování obrázků
Modulární systém lopatkových křídel: třílisté, šestilisté, osmilisté a protipěnivé lopatkové křídla
Dostupné ve standardních pracovních objemech: 1 L, 2 L, 3 L a 5 L
Bohatá sbírka příslušenství v podobě adaptérů pro kompatibilitu s různými řídicími jednotkami, motory a dalšími komponenty
Integrované řízení na úrovni celého systému pro zařízení třetích stran využívající technologii PAT (Process Analytical Technology – analytická technologie procesů)
Průhledná nádoba z borosilikátového skla umožňuje vizuální monitorování růstu mikroorganismů nebo buněk v reálném čase bez nutnosti dodatečné optické instrumentace, což ji činí ideální pro výzkum v oblasti bioléčiv, syntetické biologie a průmyslové biotechnologie.
Filozofie návrhu
Systém MICROIPOWER VP naplňuje mezeru mezi akademickým výzkumem a průmyslovou výrobou. Tradiční laboratorní bioreaktory často trpí nedostatečnou kontrolou parametrů, nízkou rychlostí přenosu kyslíku a variabilitou mezi jednotlivými šaržemi – to jsou překážky, které zdržují zvětšování měřítka (scale-up).
Tento systém tyto výzvy řeší kombinací následujících prvků:
Optická průhlednost a chemická neaktivita skla
Robustní architektura řídicího systému pro průmyslové bioprocesy
Distribuovaná řídicí technologie pro paralelní provoz
K dispozici ve standardních pracovních objemech 1 L, 2 L, 3 L a 5 L; na vyžádání jsou k dispozici i nestandardní velikosti. Zařízení MICROIPOWER VP podporuje všechny aplikace od testování kmenů až po validaci procesů před GMP. Jeho integrovaný design umožňuje škálovatelné rozšiřování a tak naplňuje potřeby jak malých výzkumných laboratoří, tak velkých biotechnologických zařízení.
Klíčové technické inovace
1. Integrovaný systémový design
MICROIPOWER VP představuje revoluční integrovaný systémový design, který uživatelům umožňuje:
Provozovat současně až 8 bioreaktorů z jediného rozhraní přímo na zařízení
Místně přistupovat k experimentům a spravovat je prostřednictvím vestavěného průmyslového dotykového displeje
Zajistit konzistentní výkon všech jednotek díky standardizovaným řídicím algoritmům
Provádějte dávkové porovnání a optimalizaci pomocí nástrojů pro analýzu dat z více dávek
Zjednodušte uspořádání laboratoře kompaktním provedením vhodným pro použití na laboratorním stolku
Toto provedení je zvláště vhodné pro vysoce výkonné screenování, vývoj procesů a validace, kde jsou klíčové konzistence a škálovatelnost. Integrovaný dotykový displej umožňuje přímou, lokální obsluhu přístroje, čímž se eliminuje nutnost připojení externího počítače, aniž by došlo ke ztrátě úplné kontroly nad všemi parametry systému.
2. Modul pro teplotní regulaci s použitím Peltierova jevu
Klíčovou inovací zařízení MICROIPOWER VP je jeho modul teplotní regulace založený na Peltierově jevu, který:
Zajišťuje přesnou regulaci teploty v rozmezí 4 °C až 80 °C (±0,2 °C)
Eliminuje potřebu externího přívodu chladicí vody
Sníží spotřebu energie ve srovnání s tradičními systémy s vodní pláštěm
Zrychlí sterilizační cykly minimalizací tepelné setrvačnosti
Udržuje stabilní teplotní podmínky i při rychlých změnách okolních podmínek
Tento modul je ideální pro aplikace vyžadující přesnou regulaci teploty, například expresi rekombinantních proteinů, výrobu vakcín a analýzu metabolického toku. Jeho činnost je založena na Peltierově jevu, při němž se elektrická energie přímo přeměňuje na přenos tepla, což umožňuje rychlé a přesné úpravy teploty.
3. Systém vysokopřesných peristaltických čerpadel
Každý řídicí modul systému MICROIPOWER VP podporuje až 6 vysokopřesných peristaltických čerpadel, která jsou navržena pro:
Oboustrannou a rychlostně proměnnou činnost (0–100 % střída)
Přesné dávkování glukózy, zásady, živných médií a prostředků proti pěnění
Automatizované strategie přídavku pro konzistentní reprodukovatelnost procesu
Minimální smykové namáhání citlivých mikroorganismů a buněk
Nízké nároky na údržbu díky jednoduché konstrukci
Tyto čerpadla jsou nezbytná pro udržení přesného přísunu živin, který je vyžadován pro mikrobiální fermentaci a kultivaci buněk s vysokým výnosem. Jsou zvláště vhodná pro aplikace zahrnující organismy citlivé na smykové síly, kde je pro životaschopnost a produkční schopnost buněk klíčový konzistentní tok s nízkým působením smykových sil.
4. Video sledování a vzdálený přístup
MICROIPOWER VP zahrnuje pokročilé možnosti video sledování:
Sledování obrazu bioreaktorové nádoby v reálném čase z dálky
Plánované pořizování snímků za účelem dokumentace a sledování procesu
Vzdálený přístup z počítače i mobilních zařízení pro řízení experimentálních procesů a dat
Integrace s parametry řízení procesu pro korelovaná pozorování
Zobrazení ve vysokém rozlišení pro podrobné sledování podmínek kultivace
Tato funkce je zvláště užitečná pro dlouhodobé experimenty a při práci v prostředích s omezeným fyzickým přístupem do laboratoře. Umožňuje výzkumníkům sledovat vývoj kultury, včas detekovat potenciální problémy a provádět nezbytné úpravy bez nutnosti fyzické přítomnosti v laboratoři.
5. Systém řízení průtoku plynu
Řízení průtoku plynu v systému je zajišťováno regulátorem hmotnostního průtoku (MFC), který:
Zajišťuje přesné řízení průtoku plynu: 0,3–2,0 vvm (objemová rychlost průtoku plynu za minutu)
Umožňuje jak individuální řízení, tak nepřetržité míchání proudů plynů
Je integrován se sterilními filtračními systémy za účelem prevence kontaminace
Optimalizuje rozhraní mezi plynem a kapalinou pro účinný přenos kyslíku
Minimalizuje velikost bublin za účelem snížení smykového napětí na citlivé organismy
Tento pokročilý systém řízení plynu zajišťuje optimální podmínky aerace pro různé typy kultur, od mikrobiální fermentace po kultury buněk s vysokou hustotou. Je zvláště užitečný v aplikacích, kde je rozhodující účinnost přenosu kyslíku (kLa), například u mikrobiálních kultur s vysokou hustotou buněk a u kultur živočišných buněk citlivých na smykové síly.
6. Dotykové rozhraní HMI
Lidsko-strojové rozhraní (HMI) systému je průmyslový dotykový displej o velikosti 10 palců, který:
**zobrazuje a umožňuje úpravu klíčových provozních parametrů** (teplota, pH, rozpuštěný kyslík – DO, otáčky míchání atd.)
Poskytuje sledování teploty, pH a rozpuštěného kyslíku v reálném čase
Umožňuje rychlý přístup ke standardním provozním postupům (SOP)
Zjednodušuje nastavení a úpravu experimentálních protokolů
Nabízí nástroje pro vizualizaci dat za účelem okamžitého hodnocení procesu
Průmyslový HMI je navržen pro laboratorní prostředí a nabízí odolnost proti prachu, vlhkosti a jiným kontaminantům. Jeho intuitivní rozhraní snižuje náročnost zvládnutí pro nové uživatele, zatímco zároveň poskytuje pokročilé funkce řízení pro zkušené výzkumníky.
7. Modulární systém turbín
MICROIPOWER VP nabízí širokou škálu lopatek optimalizovaných pro různé typy kultur:
Třílistá lopatka: Ideální pro obecné míchání a přenos kyslíku
Šestilistá lopatka: Zajišťuje míchání s nízkým smykovým napětím pro citlivé organismy
Osmilistá lopatka: Optimalizovaná pro aplikace míchání s vysokým smykovým napětím
Lopatka pro odstraňování pěny: Účinná pro kontrolu pěny bez narušení podmínek kultivace
Výběr oběžného kola lze přizpůsobit konkrétním požadavkům dané kultury – od mikrobiální fermentace až po kultury buněk s vysokou hustotou. Šestilopatkový design je zvláště doporučen pro aplikace citlivé na smykové napětí, jako jsou adhezivní kultury buněk na mikronosičích, kde je pro udržení životaschopnosti buněk klíčové mírné míchání (≤ 60 ot./min).
8. Sada baflových desek
Volitelné baflové příslušenství je k dispozici pro:
Zlepšení účinnosti míchání v nádobě
Zvýšení rychlosti přenosu hmoty mezi plynem a kapalinou a mezi kapalinami
Snížení mrtvých zón a zlepšení homogenity kultury
Zvýšení účinnosti přenosu kyslíku (kLa) o 30–40 %
Minimalizace vlivu stěn nádoby na podmínky kultivace
Bariéry jsou zvláště užitečné u kultur s vysokou viskozitou nebo při použití mikronosičů pro adhezivní kultury buněk. Spolupracují se systémem oběžných kol za účelem optimalizace proudových poměrů uvnitř nádoby, čímž zajišťují rovnoměrné rozložení živin, kyslíku a buněk.
Technické specifikace
| Parametr |
Specifikace |
| Materiál nádoby |
Sklo s vysokým obsahem borosilikátu (Ra ≤ 0,4 μm leštěný vnitřní povrch) |
| Pracovní objemy |
1 l, 2 l, 3 l, 5 l (schopné SIP: 121 °C, 15–30 minut) |
| Poměr výšky ku průměru (H:D) |
1:1,6 (standardní), možné i jiné poměry dle zákaznické specifikace |
| Systém míchání |
Závěsné míchadlo nahoře, 50–1000 ot/min (přesnost ±1 ot/min), střídavý servomotor |
| Kontrolní teplota |
4 °C až 80 °C, ±0,2 °C, termoelektrický modul s Peltierovým jevem |
| řízení pH |
0–14, ±0,01, s automatickým dávkováním zásady/CO₂ |
| Dissolved Oxygen (DO) |
0–200 %, ±1 %, se směšováním O₂/N₂/vzduchu |
| Aerační systém |
Hluboké provzdušňování, 0,3–2,0 vvm (regulátor hmotnostního průtoku) |
| Filtrace plynu |
0,2 μm PTFE filtry (vstup: 37 mm; výfuk: 50 mm) |
| Krmivá soustava |
4 regulátory impeloru na skupinu, až 6 vysokopřesných peristaltických čerpadel na regulátor |
|
Oboustrannou a rychlostně proměnnou činnost (0–100 % střída) |
| Řídicí systém |
Distribuovaná architektura, podporuje až 8 bioreaktorů na systém |
|
Standardní komunikační protokoly pro integraci s PAT zařízeními třetích stran |
|
Řízení jednoho systému bez nutnosti externího počítače |
| Funkce softwaru |
SCADA se záznamem dat, auditní stopou a elektronickým podpisem |
|
Zobrazení a porovnání dat z více šarží |
|
Automatický běh zlatých dávek |
|
Integrovaný DoE (návrh experimentů) |
|
Podpora importu dat DoE od třetích stran |
|
Správa uživatelských oprávnění více úrovní |
|
Standardní rozhraní API pro vývoj vlastních programů |
|
Kompatibilita s Pythonem pro analýzu dat |
| Vzdálený přístup |
Podpora stolních a mobilních zařízení |
|
Monitorování a kontrola v reálném čase |
|
Plánované pořizování obrázků a dokumentace |
| Shoda |
GMP (2026) |
|
FDA 21 CFR Part 11 |
|
Funkce auditní stopy |
Proč si vybrat MICROIPOWER VP?
Integrovaná provozní účinnost: Spouštějte až 8 experimentů současně za konzistentních podmínek prostřednictvím jediného rozhraní přímo na zařízení
Škálovatelnost: Rozšiřte systém z 4 na 8 bioreaktorů prostřednictvím shlukové expanze
Přesná regulace: Průmyslová přesnost v laboratorně přívětivém formátu
Flexibilita: Podpora jak mikrobiální fermentace, tak kultivace živočišných a hmyzích buněk
Uživatelsky přívětivý design: 10palcová průmyslová dotyková obrazovka umožňuje přímý provoz přímo na zařízení
Datově bohaté prostředí: Komplexní nástroje pro záznam a analýzu dat
Připravenost pro dodržování předpisů: V souladu s aktuálními předpisy GMP a FDA pro regulovaná prostředí
Nákladově efektivní: Komplexní design eliminuje nutnost připojení externího počítače
Aplikace a vědecká hodnota
1. Mikrobiální kvašení
MICROIPOWER VP je navržen pro přesnou regulaci mikrobiálních fermentačních procesů, což výzkumníkům umožňuje optimalizovat podmínky růstu a maximalizovat výnos pro širokou škálu aplikací.
Případové studie:
Optimalizace fermentace Lactobacillus casei:
Dosáhněte konzistentní produkce mléčné kyseliny prostřednictvím řízení pH v reálném čase (přesnost ±0,01)
Optimalizujte využití uhlíkového zdroje pomocí vysokopřesných peristaltických čerpadel
Bez obav přecházejte z laboratorního měřítka na průmyslovou výrobu
Vývoj fermentačního procesu Aspergillus oryzae:
Maximalizujte produkci enzymů (např. proteáz, amyláz)
Optimalizujte podmínky růstu pomocí návrhu experimentů (DoE)
Zavedte automatické strategie dávkování pro konzistentní výkon
Vysokohustotní fermentace Escherichia coli:
Dosahujte vysokých optických hustot (OD600 až 120)
Udržujte konzistentní hladinu rozpuštěného kyslíku (>30 %)
Integrujte s nástroji PAT pro pokročilé sledování
2. Kultura buněk
MICROIPOWER VP je také vysoce vhodný pro pěstování buněk živočichů a hmyzu, včetně suspenzních i přilnavých buněčných linií.
Případové studie:
Pěstování buněk hmyzu (SF9, HSV-1):
Podporuje pěstování buněk hmyzu ve vysoké buněčné hustotě
Zavedte přesnou regulaci teploty pro optimální expresi proteinů
Integrujte s nástroji PAT pro pokročilé sledování
Pěstování savčích buněk (293T, CHO-K1):
Dosahujte suspenzního pěstování ve vysoké buněčné hustotě
Udržujte konzistentní hodnoty pH a rozpuštěného kyslíku
Zavedte automatické strategie dávkování pro konzistentní výkon
Vysokohustotní suspenzní kultura buněk Vero:
Dosahují vysoké hustoty buněk (až 1,5 × 10⁷ buněk/mL)
Podporují procesy výroby vakcín
Zavedte přesnou regulaci teploty pro optimální expresi proteinů
Adherentní kultura buněk na mikronosičích:
Podporují vysokohustotní adherentní kultury buněk (až 10⁷ buněk/mL)
Zavádějí podmínky mírného míchání (≤ 60 ot./min)
Integrujte s nástroji PAT pro pokročilé sledování
Vysokohustotní suspenzní kultura (293T, CHO-K1):
Dosahují vysoké hustoty buněk (až 10⁹ buněk/mL)
Podporují výrobu rekombinantních proteinů
Zavedte přesnou regulaci teploty pro optimální expresi proteinů
Závěr
Bioreaktorový systém MICROIPOWER VP představuje významný pokrok v oblasti paralelních bioreaktorů, neboť kombinuje přesnost a řízení průmyslových systémů s pohodlností a dostupností laboratorních přístrojů. Jeho integrovaný design s vestavěnou průmyslovou dotykovou obrazovkou zjednodušuje provoz, aniž by byla narušena plná kontrola nad kritickými parametry. Schopnost systému současně řídit až 8 bioreaktorů jej činí ideální volbou pro výzkum s vysokou propustností a vývoj procesů.
Pro uživatele, kteří potřebují provádět paralelní experimenty bez nutnosti složitého připojení ke vnějšímu počítači, poskytuje zařízení MICROIPOWER VP robustní a uživatelsky přívětivé řešení. Jeho funkce přesné regulace – včetně teplotní regulace na bázi Peltierova jevu, vysokopřesných peristaltických čerpadel a pokročilé regulace průtoku plynu – zajišťují konzistentní výkon ve všech jednotkách. Díky souladu se standardy GMP a FDA 21 CFR část 11 je systém připraven k použití v regulovaných prostředích.
