Tekniset tiedot (biologiset parametrit)
| Parametrit |
Määritys |
| Materiaali |
316L ruostumaton teräs |
| Työtilavuus |
20 l – 5 000 l |
| Soveltuvat solutyypit |
Suspensioon sopeutettuja solulinjoja (esim. CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Solutiukkuuden alue |
1–10 × 10⁶ solua/mL (tyypillinen käyttöalue: 5–7 × 10⁶ solua/mL) |
| Kasvatusmuodot |
Erilliskasvatus, lisäyskasvatus, läpivirtauskasvatus |
| Sekoitusjärjestelmä |
Alapuolella sijaitseva magneettinen voimanvälitys; 20–200 rpm (±1 rpm); vaihtovirtamoottori (AC-servomoottori) |
| Pyörän tyyppi |
Merikäyttöön tarkoitettu impelli (alhainen leikkausvoima, korkea sekoitustehokkuus) |
| Tehon syöttö tilavuutta kohden (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Lämpötilan hallinta |
5–60 °C, ±0,1 °C (kaksitasoinen PID-säätö jäähdytyskotelolla) |
| pH-ohjaus |
PH-alue: 2–12; tarkkuus: ±0,01; automaattinen emäksen/CO₂:n annostelu |
| Ratkaissu oksigeeni (DO) |
0–200 %, ±1 %; Kaasusekoitus O₂-, N₂- ja ilmakaasuilla |
| Ilmastuskaasut |
Ilma, O₂, N₂, CO₂ |
| Ilmastustavat |
Syvä ilmastus ja pinnan ilmastus |
| Ilmastusvirta |
0,3–2,0 vvm (kaasun tilavuus per väliaineen tilavuus per minuutti) |
| Skaalautuvuus |
Enintään 5 000 l; skaalautuminen dimensiottomien parametrien (P/V, Re, vvm) perusteella |
| Sigellusteknologia |
Magneettinen nestetiiviste (ei vuotoja, huoltovapaa, steriili) |
| Ohjausjärjestelmä |
Erillinen teollisuusohjain (ei ulkoista tietokonetta vaaditaan); tukee etäyhteyttä älypuhelimella tai tietokoneella |
| Automaation ominaisuudet |
Sisäänrakennettu DoE-tuki; automatisoidut ruokintastrategiat; usean pumpun ohjaus (enintään 6 pumpua ohjaimessa × 4 kanavaa) |
| Sähkönvälityssuojelu |
Automaattinen uudelleenkäynnistys parametrien palautuksella |
| Sterilointi |
Paikallisessa paikassa tapahtuva sterilointi (SIP) -yhteensopiva |
Ydinbiologiset edut
1. Korkea solutiukkuus ja tuottavuus:
Järjestelmän optimoitu massan- ja lämmönvaihtosuunnittelu tukee solutiukkuutta jopa 10⁷ solua/mL—10–20 kertaa korkeampaa kuin perinteisissä ravintoliuosputkikulttuureissa—mikä merkittävästi lisää tuotteen saantoa.
2. Luotettava skaalautuvuus:
Prosessin skaalautuminen perustuu dimensiottomiin parametreihin (P/V, Re, vvm), mikä varmistaa yhtenäisen suorituskyvyn laboratoriomittakaavasta 2 000 litran teolliseen mittakaavaan. Skaalautumisen validointi vaatii kolme peräkkäistä erää, joissa erästä toiseen tapahtuva vaihtelu solutiukkuudessa ja titerissä on alle 10 %.
3. Tarkka ympäristökontrolli:
Lämpötila: ±0,1 °C
pH: ±0,01
DO: ±1 %
Täyttää tiukat vaatimukset herkille biologisille prosesseille.
4. Korkean tuottavuuden prosessioptimointi:
Sisäänrakennettu kokeiden suunnittelun (DoE) toiminto mahdollistaa useiden parametrien samanaikaisen optimoinnin, mikä lyhentää merkittävästi prosessikehityksen aikataulua.
5. Teollisen mittakaavan yhteensopivuus:
Sisältää kiinteän patjan rakenteellisen ratkaisun ja magneettisen nestetiivistyksen teknologian, mikä takaa järjestelmän vakauden, steriilisyyden, vuotamattomuuden, kulumattomuuden ja huoltovapauden laajentamisen aikana.
6. Täysi automaatio:
Toimii ilman ulkoista tietokonetta; tukee etäseurantaa ja -ohjausta internet-yhteydellä varustettujen laitteiden kautta (älypuhelin tai tietokone). Sisältää automatisoidun ruokintastrategian suorituksen.
7. Virrankatkaisun suojaus:
Varustettu automaattisella uudelleenkäynnistyksellä virrankatkaisun jälkeen, joka palauttaa kaikki ohjausparametrit ennalleen katkon aiheuttamien olosuhteiden ennen katkoa varmistaakseen keskeytymättömän pitkäaikaisen kasvatuksen.
Sovellukset 1. Monoklonaalisten vasta-aineiden tuotanto:
Tukee CHO-solujen korkean tiukkuuden suspensio-kasvatusta. 500 litran mittakaavassa saavutetaan OD₆₀₀ > 300 ja hapen siirtokerroin (kLa) jopa 675 h⁻¹, mikä merkittävästi parantaa monoklonaalisten vasta-aineiden tuottoa.
2. Rekombinanttisten proteiinien ilmentyminen:
Tarkka lämpötilan säätö (4–80 °C) ja pH:n säätö optimoivat ilmentymisoloja esimerkiksi insuliinille ja kasvuhormonille.
3. Virustektorien tuotanto:
Sopii adenoviruksen, AAV:n jne. suspensio-kasvatukseen. Optimoidut sekoitusnopeus (60–80 rpm) ja ilmanpumppaus (0,5–1,5 vvm) parantavat virustiteriä.
4. Korkean tiukkuuden mikrobisen fermentoinnin suorittaminen:
Soveltuu Escherichia coli -bakteerien ja hiivojen käyttöön ja tukee OD₆₀₀ > 300, mikä tekee siitä ideaalin ratkaisun antibioottien ja rekombinanttisten proteiinien tuotantoon.
Prosessin optimointisuositukset
1. Sekoituksen optimointi:
• Aloita 60–80 rpm:llä.
• Kun solutiukkuus ylittää 5 × 10⁶ solua/mL, vähennä nopeutta 40–60 rpm:iin vähentääksesi leikkausvaurioita.
2. Ravinnon antostrategia:
Käytä automatisoitua erityisruokintaa (fed-batch) tai perfuusiota sekä reaaliaikaista säätöä metaboliittien (esim. glukoosi, laktaatti) perusteella. Kukin neljästä säätimestä voi hallita enintään kuutta korkeatarkkuutta vaativaa peristalttista pumpua, mikä mahdollistaa monitasoiset tai moniravinteiset ruokintaprotokollat.
3. Liukenneen hapen säätö:
Ylläpidä liukenneen hapen (DO) pitoisuutta 30–50 %:ssa korkean solutiukkuuden vaiheissa. Säädä ilmavirtaa (vvm, 0,3–2,0) ja sekoitusta (50–100 rpm) vastaavasti. Korkean hapenkulutuksen soluille käytä kaksitasoista ilmastointia: syväilmanpurskutusta steriloinnin aikana ja pintailmastointia kasvatusvaiheessa.
4. Perfuusiokasvatuksen asennus: Käytä solun pidätyslaitetta solutiukkuuden ylläpitämiseksi 5–7 × 10⁶ solua/mL:n tasolla. Aloita perfuusioaste 0,1–0,3 reaktoritilavuutta/päivässä ja lisää sitä solutiukkuuden noustessa 0,5–1,0 tilavuutta/päivässä.
5. Mittakaavan suurentamisen validointi:
Säilytä P/V = 30 W/m³ säätämällä impellorin halkaisijaa ja kierroslukua. Suorita 3–5 kokeellista erää kerätäksesi tietoja lämpötilasta, pH:sta, DO:sta (liuenneesta hapesta), solutiukkuudesta ja titeristä luotettavaa mittakaavan suurentamisen mallinnusta varten.
6. Steriliteetin varmistus:
Magneettiset nestetiivisteet varmistavat steriilisyyden säilymisen sekoittimen akselin liitoksessa. Noudata aina aseptisia käyttömenettelyjä ja suorita säännöllisesti järjestelmän eheytestejä sekä sterilointivalidointeja.
