Especificaciones técnicas (parámetros biológicos)
| Parámetros |
ESPECIFICACIÓN |
| Material |
acero inoxidable 316L |
| Volumen de trabajo |
20 L – 5.000 L |
| Tipos de células aplicables |
Líneas celulares adaptadas a suspensión (por ejemplo, CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Rango de densidad celular |
1–10 × 10⁶ células/mL (rango operativo típico: 5–7 × 10⁶ células/mL) |
| Modos de cultivo |
Por cargas, alimentado por lotes y por perfusión |
| Sistema de Agitación |
Accionamiento magnético montado en la base; 20–200 rpm (±1 rpm); motor servo de corriente alterna |
| Tipo de Rotor |
Turbina de tipo marino (bajo cizallamiento, alta eficiencia de mezcla) |
| Potencia de entrada por volumen (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Control de Temperatura |
5–60 °C, ±0,1 °C (control dual PID con camisa térmica) |
| control de pH |
Rango: 2–12; Precisión: ±0,01; Dosis automática de base/CO₂ |
| Oxígeno disuelto (DO) |
0–200 %, ±1 %; Mezcla de gases con O₂, N₂ y aire |
| Gases de aireación |
Aire, O₂, N₂, CO₂ |
| Modos de aireación |
Aireación profunda por burbujeo y aireación superficial |
| Caudal de aireación |
0,3–2,0 vvm (volumen de gas por volumen de medio por minuto) |
| Escalabilidad |
Hasta 5000 L; escalado basado en parámetros adimensionales (P/V, Re, vvm) |
| Tecnología de sellado |
Sellos magnéticos para fluidos (sin fugas, sin mantenimiento y estériles) |
| Sistema de Control |
Controlador industrial independiente (no requiere PC externa); admite acceso remoto mediante smartphone o computadora |
| Características de Automatización |
Soporte integrado para Diseño de Experimentos (DoE); estrategias automatizadas de alimentación; control multipuerto (hasta 6 bombas por controlador × 4 canales) |
| Protección contra fallos de energía |
Reinicio automático con recuperación de parámetros |
| Esterilización |
Compatible con esterilización in situ (SIP) |
Ventajas biológicas fundamentales
1. Alta densidad celular y productividad:
El diseño optimizado del sistema para la transferencia de masa y calor permite alcanzar densidades celulares de hasta 10⁷ células/mL, es decir, 10–20 veces superiores a las obtenidas en cultivos convencionales en frascos agitados, lo que incrementa significativamente el rendimiento del producto.
2. Escalabilidad robusta:
La ampliación del proceso se basa en parámetros adimensionales (P/V, Re, vvm), garantizando un desempeño consistente desde la escala de laboratorio hasta la escala industrial de 2.000 L. La validación de la escalabilidad exige tres lotes consecutivos con una variación lote a lote en densidad celular y título inferior al 10 %.
3. Control preciso del entorno:
Temperatura: ±0,1 °C
pH: ±0,01
OD: ±1 %
Cumple requisitos rigurosos para procesos biológicos sensibles.
4. Optimización de procesos de alto rendimiento:
La funcionalidad integrada de Diseño de Experimentos (DoE) permite la optimización simultánea de múltiples parámetros, acortando drásticamente los plazos de desarrollo del proceso.
5. Compatibilidad con escalado industrial:
Incorpora un diseño estructural de lecho fijo y tecnología de sellado magnético de fluidos, garantizando estabilidad del sistema, esterilidad, ausencia de fugas, ausencia de desgaste y funcionamiento libre de mantenimiento durante el escalado.
6. Automatización completa:
Funciona sin necesidad de un ordenador externo; admite supervisión y control remotos mediante dispositivos conectados a Internet (teléfono inteligente u ordenador). Incluye la ejecución automática de estrategias de alimentación.
7. Protección contra fallos de alimentación:
Equipado con reinicio automático tras la pérdida de energía, restaurando todos los parámetros de control a sus condiciones previas al corte para garantizar cultivos a largo plazo ininterrumpidos.
Aplicaciones 1. Producción de anticuerpos monoclonales:
Admite el cultivo en suspensión de alta densidad de células CHO. A escala de 500 L, alcanza una densidad óptica a 600 nm (OD₆₀₀) > 300 y un coeficiente de transferencia de oxígeno (kLa) de hasta 675 h⁻¹, mejorando significativamente el rendimiento de anticuerpos monoclonales (mAb).
2. Expresión de proteínas recombinantes:
El control preciso de la temperatura (4–80 °C) y la regulación del pH optimizan las condiciones de expresión de proteínas como la insulina y las hormonas del crecimiento.
3. Producción de vectores virales:
Adecuado para el cultivo en suspensión de adenovirus, AAV, etc. La agitación optimizada (60–80 rpm) y la aireación (0,5–1,5 vvm) incrementan el título viral.
4. Fermentación microbiana de alta densidad:
Aplicable a Escherichia coli y levaduras, permitiendo una densidad óptica a 600 nm (OD₆₀₀) > 300, ideal para la producción de antibióticos y proteínas recombinantes.
Recomendaciones para la optimización del proceso
1. Optimización de la agitación:
• Comenzar a 60–80 rpm.
• Cuando la densidad celular supere 5 × 10⁶ células/mL, reducir a 40–60 rpm para minimizar el daño por esfuerzo cortante.
2. Estrategia de alimentación:
Utilizar sistemas automatizados de alimentación por lotes alimentado o perfusión con ajuste en tiempo real basado en metabolitos (por ejemplo, glucosa y lactato). Cada uno de los 4 controladores puede gestionar hasta 6 bombas peristálticas de alta precisión, lo que permite protocolos de alimentación complejos, multietapa o con múltiples nutrientes.
3. Control del oxígeno disuelto:
Mantener el oxígeno disuelto (OD) entre el 30 % y el 50 % durante las fases de alta densidad. Ajustar el caudal volumétrico específico (vvm) (0,3–2,0) y la agitación (50–100 rpm) en consecuencia. Para células con alta demanda de oxígeno, utilizar un modo de aireación dual: aireación profunda durante la esterilización y aireación superficial durante el cultivo.
4. Configuración del cultivo por perfusión: Utilizar un dispositivo de retención celular para mantener la densidad celular entre 5–7 × 10⁶ células/mL. Iniciar la tasa de perfusión en 0,1–0,3 volúmenes de reactor por día e incrementarla a 0,5–1,0 volúmenes por día a medida que aumente la densidad celular.
5. Validación de la ampliación de escala:
Mantenga una relación P/V = 30 W/m³ ajustando el diámetro del impulsor y su velocidad. Realice de 3 a 5 lotes piloto para recopilar datos sobre temperatura, pH, oxígeno disuelto (OD), densidad celular y título, con el fin de desarrollar un modelo robusto de ampliación de escala.
6. Garantía de esterilidad:
Los sellos magnéticos de fluido garantizan la integridad estéril en la interfaz del eje del agitador. Siempre siga los procedimientos operativos asépticos y realice pruebas periódicas de integridad del sistema y validaciones de esterilización.
