مشخصات فنی (پارامترهای زیستی)
| پارامتر |
مشخصات |
| متریال |
316L استیل ضد زنگ |
| حجم کاری |
۲۰ لیتر تا ۵۰۰۰ لیتر |
| انواع سلولهای قابل استفاده |
خطوط سلولی سازگانیافته با سیستم تعلیق (مانند CHO، HEK293، Sf9، BHK و MDCK) |
| محدوده تراکم سلولی |
۱ تا ۱۰ × ۱۰⁶ سلول در میلیلیتر (محدوده کاری معمول: ۵ تا ۷ × ۱۰⁶ سلول در میلیلیتر) |
| روشهای کشت |
کشت دستهای، کشت دستهای با تغذیه افزودنی و کشت پیوسته |
| سیستم همزنی |
درایو مغناطیسی نصبشده در بخش پایینی؛ ۲۰ تا ۲۰۰ دور در دقیقه (±۱ دور در دقیقه)؛ موتور سروو AC |
| نوع توربین |
پرهی دریاییشکل (با برش کم و بازده بالای اختلاط) |
| توان ورودی به ازای حجم (P/V) |
۳۰ تا ۵۰ وات بر متر مکعب |
| کنترل دما |
۵ تا ۶۰ درجه سانتیگراد، ±۰٫۱ درجه سانتیگراد (کنترل دوگانه PID با جکت) |
| کنترل pH |
محدوده: ۲ تا ۱۲؛ دقت: ±۰٫۰۱؛ تزریق خودکار باز/دیاکسید کربن |
| اکسیژن محلول (DO) |
۰ تا ۲۰۰٪، ±۱٪؛ ترکیب گازهای O₂، N₂ و هوا |
| گازهای هوادهی |
هوا، O₂، N₂، CO₂ |
| حالتهای هوادهی |
هوادهی عمیق و هوادهی سطحی |
| دبی جریان هوادهی |
۰٫۳ تا ۲٫۰ vvm (حجم گاز در واحد حجم محیط در واحد زمان به صورت دقیقه) |
| مقیاسپذیری |
تا ۵۰۰۰ لیتر؛ مقیاسگذاری بر اساس پارامترهای بیبعد (P/V، Re، vvm) |
| فناوری چسباندن |
درزگیر مغناطیسی مایع (بدون نشتی، بدون نیاز به نگهداری، استریل) |
| سیستم کنترل |
کنترلکننده صنعتی مستقل (نیازی به رایانه خارجی ندارد)؛ امکان دسترسی از راه دور از طریق تلفن هوشمند یا رایانه |
| ویژگیهای اتوماسیون |
پشتیبانی داخلی از طراحی آزمایشها (DoE)؛ استراتژیهای تغذیه خودکار؛ کنترل چندپمپه (حداکثر ۶ پمپ در هر کنترلکننده × ۴ کانال) |
| محافظت در برابر قطع برق |
راهاندازی خودکار مجدد با بازیابی پارامترها |
| استریلیزه کردن |
سازگان با استریلسازی درجا (SIP) |
مزایای زیستی اصلی
۱. تراکم سلولی و بهرهوری بالا:
طراحی بهینهشده انتقال جرم و گرما در این سیستم، امکان دستیابی به تراکم سلولی تا ۱۰⁷ سلول در میلیلیتر را فراهم میکند — یعنی ۱۰ تا ۲۰ برابر بیشتر از کشتهای معمولی در فلاسکهای تکاندهنده — که بهطور قابلتوجهی بازده محصول را افزایش میدهد.
۲. مقیاسپذیری قوی:
افزایش مقیاس فرآیند بر اساس پارامترهای بیبعد (P/V، Re، vvm) انجام میشود که عملکرد یکنواخت را از مقیاس آزمایشگاهی تا مقیاس صنعتی ۲۰۰۰ لیتری تضمین میکند. اعتبارسنجی افزایش مقیاس نیازمند سه نُبَه متوالی است که در آن تغییرات دفعهبهدفعه در غلظت سلولی و تیتر کمتر از ۱۰٪ باشد.
۳. کنترل دقیق محیطی:
دمای محیط: ±۰٫۱°سانتیگراد
pH: ±۰٫۰۱
DO: ±۱٪
این سیستم نیازمندیهای سختگیرانه فرآیندهای زیستی حساس را برآورده میکند.
۴. بهینهسازی فرآیند با ظرفیت بالا:
قابلیت داخلی طراحی آزمایشها (DoE) امکان بهینهسازی همزمان چندپارامتری را فراهم میکند و بهطور چشمگیری زمانهای توسعه فرآیند را کوتاه میسازد.
۵. سازگاری با مقیاس صنعتی:
این سیستم دارای طراحی ساختاری بستر ثابت و فناوری آببندی مغناطیسی مایع است که پایداری سیستم، استریل بودن، عدم نشتی، عدم سایش و عملکرد بدون نیاز به نگهداری را در هنگام افزایش مقیاس تضمین میکند.
۶. اتوماسیون کامل:
بدون نیاز به رایانه شخصی خارجی کار میکند؛ امکان نظارت و کنترل از راه دور از طریق دستگاههای متصل به اینترنت (مانند تلفن هوشمند یا رایانه) را فراهم میسازد. شامل اجرای خودکار استراتژی تغذیه است.
۷. حفاظت در برابر قطع برق:
دارای قابلیت راهاندازی خودکار پس از بازگشت برق، که تمام پارامترهای کنترلی را به شرایط پیش از قطع برق بازمیگرداند تا اطمینان از ادامهدار بودن فرهنگهای بلندمدت بدون وقفه فراهم شود.
کاربردها ۱. تولید آنتیبادیهای تککلونال:
پشتیبانی از کشت معلق سلولهای CHO با تراکم بالا. در مقیاس ۵۰۰ لیتر، به OD₆₀₀ بیش از ۳۰۰ و ضریب انتقال اکسیژن (kLa) تا ۶۷۵ h⁻¹ دست مییابد که بهطور قابل توجهی بازده آنتیبادیهای تککلونال (mAb) را افزایش میدهد.
۲. بیان پروتئینهای ریکامبینانت:
کنترل دقیق دما (۴ تا ۸۰ درجه سانتیگراد) و تنظیم pH، شرایط بیان پروتئینهایی مانند انسولین و هورمونهای رشد را بهینه میسازد.
۳. تولید بردارهای ویروسی:
برای کشت معلق ویروسهای آدنو و AAV و سایر ویروسها مناسب است. همزنی بهینهشده (۶۰ تا ۸۰ دور در دقیقه) و هوادهی بهینهشده (۰٫۵ تا ۱٫۵ vvm) تیتر ویروسی را افزایش میدهد.
۴. تخمیر میکروبی با چگالی بالا:
قابل اعمال برای اشریشیا کلی و مخمر، با پشتیبانی از OD₆₀₀ بیشتر از ۳۰۰، مناسب برای تولید آنتیبیوتیکها و پروتئینهای ترکیبی.
پیشنهادات بهینهسازی فرآیند
۱. بهینهسازی همزنی:
• از ۶۰ تا ۸۰ دور در دقیقه شروع کنید.
• هنگامی که چگالی سلولی از ۵ × ۱۰⁶ سلول در میلیلیتر فراتر رود، سرعت را به ۴۰ تا ۶۰ دور در دقیقه کاهش دهید تا آسیب ناشی از نیروی برشی به حداقل برسد.
۲. استراتژی تغذیه:
از سیستمهای خوراکدهی نیمهپیوسته (fed-batch) یا پرفوزیون خودکار با تنظیم بلادرنگ بر اساس متabolitها (مانند گلوکز و لاکتات) استفاده کنید. هر یک از ۴ کنترلر میتواند تا ۶ پمپ پریستالتیک با دقت بالا را کنترل کند و امکان اجرای پروتکلهای پیچیده تغذیه چندمرحلهای یا چندموادغذایی را فراهم میسازد.
۳. کنترل اکسیژن محلول:
در فازهای با چگالی بالا، اکسیژن محلول (DO) را در محدوده ۳۰ تا ۵۰ درصد حفظ کنید. نرخ جریان گاز (vvm) را در محدوده ۰٫۳ تا ۲٫۰ و سرعت همزنی را در محدوده ۵۰ تا ۱۰۰ دور در دقیقه بهطور متناظر تنظیم کنید. برای سلولهای با نیاز بالا به اکسیژن، از حالت دوگانه هوادهی استفاده کنید: هوادهی عمیق در زمان استریلسازی و هوادهی سطحی در طول کشت.
۴. راهاندازی کشت با جریان مداوم: از دستگاه نگهدارنده سلولها برای حفظ تراکم سلولی در محدوده ۵ تا ۷ × ۱۰⁶ سلول در میلیلیتر استفاده کنید. نرخ جریان مداوم را در ابتدا در محدوده ۰٫۱ تا ۰٫۳ حجم راکتور در روز تنظیم کنید و با افزایش تراکم سلولی، آن را به محدوده ۰٫۵ تا ۱٫۰ حجم راکتور در روز افزایش دهید.
۵. اعتبارسنجی مقیاسبندی:
با تنظیم قطر پره و سرعت همزن، نسبت توان به حجم (P/V) را در سطح ۳۰ وات بر متر مکعب حفظ کنید. برای ایجاد مدل قوی مقیاسبندی، ۳ تا ۵ نمونه آزمایشی را اجرا کرده و دادههای مربوط به دما، pH، غلظت اکسیژن محلول (DO)، تراکم سلولی و غلظت محصول نهایی (titer) را جمعآوری کنید.
۶. تضمین استریل بودن:
درزهای مغناطیسی مایع، یکپارچگی استریل را در محل اتصال شفت همزن تأمین میکنند. همیشه از رویههای عملیاتی استریل پیروی کنید و آزمونهای منظم صحت سیستم و اعتبارسنجی استریلسازی را انجام دهید.
