Termék áttekintése
A MICROIPOWER VP egy laboratóriumi méretű, üvegből készült párhuzamos bioreaktor-rendszer, amely mikrobiális és baktériális erjedésre, valamint állati és rovarsejtek tenyésztésére lett tervezve. A rendszer a megbízható MICROIPOWER07 konstrukcióján alapul, de elosztott vezérlési technológiával bővítették, így ipari színvonalú pontosságot nyújt egy kompakt, felhasználóbarát platformon. A rendszer lehetővé teszi a kutatók számára, hogy több bioreaktort egyszerre üzemeltessenek egy egységes felületen keresztül, ami jelentősen növeli a kutatási hatékonyságot és a folyamatfejlesztési képességeket.
Főbb jellemzők
Integrált üveg bioreaktor tervezés beépített ipari érintőképernyős HMI-vel
Elosztott vezérlési architektúra legfeljebb 8 bioreaktor egyidejű kezeléséhez rendszerenként
Peltier-alapú hőmérséklet-szabályozó modul széles tartományban: 4 °C-tól 80 °C-ig (±0,2 °C)
Nagypontosságú perisztaltikus szivattyúk (legfeljebb 6 darab vezérlőnként): fordítható és sebességváltoztatható működés
Valós idejű videófigyelés távoli megtekintési és ütemezett képfelvételi funkciókkal
Moduláris lapátkerék-rendszer: három-, hat-, nyolclapátos és habcsillapító lapátkerekek
Szabványos munkatérfogatokban kapható: 1 L, 2 L, 3 L és 5 L
Gazdag adapter-kiegészítők gyűjteménye különféle vezérlőkkel, motorokkal és egyéb alkatrészekkel való kompatibilitás érdekében
Integrált rendszerszintű vezérlés harmadik fél PAT-eszközökhöz (folyamatanalitikai technológia)
A átlátszó boroszilikátüvegből készült edény lehetővé teszi a mikrobiális vagy sejtnövekedés valós idejű látványos figyelését további optikai eszközök nélkül, így ideális a biotechnológiai gyógyszerek, a szintetikus biológia és az ipari biotechnológia kutatásához.
Tervezési filozófia
A MICROIPOWER VP hidat épít az akadémiai kutatás és az ipari gyártás között. A hagyományos laboratóriumi méretű bioreaktorok gyakran szenvednek rossz paramétervezérléstől, alacsony oxigénátviteli sebességtől és tételről tételre változó eredményektől – ezek a korlátok gátolják a léptéknövelést.
Ez a rendszer megoldja ezeket a kihívásokat a következők kombinálásával:
Az üveg optikai átlátszósága és kémiai inaktivitása
Az ipari biotechnológiai folyamatok robosztus vezérlési architektúrája
Elosztott vezérlési technológia párhuzamos működéshez
A MICROIPOWER VP standard munkatérfogatokban (1 L, 2 L, 3 L és 5 L) érhető el, egyedi méretek is rendelhetők; támogatja a törzs-kiválasztástól a GMP-előtti folyamatérvényesítésig terjedő teljes skálát. Integrált tervezése lehetővé teszi a méretezhető bővítést, így kielégíti a kis kutatólaborok és a nagy biotechnológiai létesítmények igényeit.
Kulcsfontosságú technikai újítások
1. Integrált rendszertervezés
A MICROIPOWER VP forradalmi integrált rendszertervezést vezet be, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy:
Egyetlen eszközön belüli felületen egyszerre akár 8 bioreaktort is üzemeltessenek
Helyileg hozzáférjenek a kísérletekhez és kezeljék azokat a beépített ipari érintőképernyőn keresztül
A szabványosított vezérlési algoritmusok révén biztosítsák az összes egység egyenletes teljesítményét
Kötegelt összehasonlítások és optimalizálás végrehajtása többköteges adatelemző eszközök segítségével
A laboratórium elrendezésének leegyszerűsítése egy kompakt méretű, asztali használatra alkalmas kialakítással
Ez a tervezés különösen alkalmas nagy áteresztőképességű kijelölési (screening) eljárásokhoz, folyamatfejlesztéshez és érvényesítési vizsgálatokhoz, ahol a konzisztencia és a skálázhatóság döntő fontosságú. Az integrált érintőképernyő közvetlen, egységen belüli működést tesz lehetővé, így nem szükséges külső számítógéppel való csatlakoztatás, miközben az összes rendszerparaméter teljes körű vezérlése megmarad.
2. Peltier-hőmérséklet-szabályozó modul
A MICROIPOWER VP egyik kulcsinnovációja a Peltier-alapú termoelektromos hőmérséklet-szabályozó modulja, amely:
Pontos hőmérséklet-szabályozást biztosít: 4 °C-tól 80 °C-ig (±0,2 °C)
Megszünteti a külső hűtővízellátás szükségességét
Csökkenti az energiafogyasztást a hagyományos vízköpenyes rendszerekhez képest
Gyorsítja a sterilizációs ciklusokat a hőtehetetlenség minimalizálásával
Stabil hőmérsékleti körülményeket biztosít akkor is, ha gyors változások következnek be a környezeti feltételekben
Ez a modul ideális olyan alkalmazásokhoz, amelyek pontos hőmérséklet-szabályozást igényelnek, például rekombináns fehérjeexpresszió, oltóanyag-gyártás és anyagcsere-folyamatanalízis esetén. Működése a Peltier-hatáson alapul, amely során az elektromos energia közvetlenül hőátadássá alakul, így gyors és pontos hőmérséklet-beállítás érhető el.
3. Nagy pontosságú perisztaltikus szivattyúrendszer
A MICROIPOWER VP rendszer minden vezérlőegysége támogat legfeljebb 6 darab nagy pontosságú perisztaltikus szivattyút, amelyek a következő célokra készültek:
Fordítható működés és sebességváltoztatható üzem (0–100 % üzemi ciklus)
Pontos glükóz-, lúg-, táptalaj- és habcsendesítő-oldat-adagolás
Automatizált táplálási stratégiák konzisztens folyamatreprodukció érdekében
Minimális nyírófeszültség érzékeny mikroorganizmusokra és sejtekre
Alacsony karbantartási igény egyszerű felépítése miatt
Ezek a szivók elengedhetetlenek a mikrobiális erjedés és sejtkultúrák magas hozamú működtetéséhez szükséges pontos tápanyagellátás fenntartásához. Különösen jól alkalmazhatók nyíróérzékeny szervezetek kezelésére, ahol a sejtek életképessége és termelékenysége szempontjából döntő fontosságú a konzisztens, alacsony nyíróerővel járó áramlás.
4. Videófigyelés és távoli hozzáférés
A MICROIPOWER VP speciális videófigyelési funkciókkal rendelkezik:
Valós idejű távoli megtekintés a bioreaktor edény képeiről
Ütemezett képfelvétel dokumentációs és folyamatfigyelési célokra
Asztali és mobil eszközökről történő távoli hozzáférés a kísérleti folyamatok és adatok kezeléséhez
Integráció a folyamatszabályozási paraméterekkel összefüggő megfigyelések céljából
Nagyon jó felbontású képalkotás a kultúrafeltételek részletes megfigyeléséhez
Ez a funkció különösen hasznos hosszú távú kísérletekhez és olyan környezetekben való munkavégzéshez, ahol korlátozott a fizikai hozzáférés a laboratóriumhoz. Lehetővé teszi a kutatók számára, hogy távolról is figyeljék a tenyészet fejlődését, korán észleljék a potenciális problémákat, és szükség esetén beavatkozzanak anélkül, hogy személyesen jelen lennének a laborban.
5. Gázáram-szabályozó rendszer
A rendszer gázáram-szabályozását tömegáram-szabályozó (MFC) végzi, amely:
Pontos gázáram-szabályozást biztosít: 0,3–2,0 vvm (percenkénti térfogati gázáram)
Lehetővé teszi az egyes gázáramok különálló szabályozását és folyamatos keverését is
Integrálható steril szűrőrendszerekkel a szennyeződés megelőzése érdekében
Optimalizálja a gáz-folyadék határfelületet az oxigén-hatékony átvitel érdekében
Minimális buborékméretet biztosít az érzékeny organizmusokra gyakorolt nyírófeszültség csökkentése érdekében
Ez a fejlett gázszabályozó rendszer optimális levegőztetési körülményeket biztosít különféle típusú tenyészetekhez, a mikrobiális erjedéstől a nagy sűrűségű sejtkultúrákig. Különösen értékes olyan alkalmazásokhoz, ahol az oxigénátvitel hatékonysága (kLa) döntő fontosságú, például nagy sejtsűrűségű mikrobiális tenyészetek és nyírási érzékeny állati sejtkultúrák esetében.
6. HMI érintőképernyős felület
A rendszer ember-gép felülete (HMI) egy 10 hüvelykes ipari érintőképernyő, amely:
**megjeleníti és lehetővé teszi a kritikus folyamatparaméterek beállítását** (hőmérséklet, pH, oldott oxigén, keverési sebesség stb.)
Valós idejű figyelést biztosít a hőmérséklet, a pH és az oldott oxigén szintjéről
Támogatja a szabványos működési eljárások (SOP-ok) gyors elérését
Lehetővé teszi a kísérleti protokollok egyszerű beállítását és módosítását
Adatvizualizációs eszközöket kínál azonnali folyamatértékelés céljából
Az ipari minőségű HMI-t laboratóriumi környezetekhez tervezték, amely ellenáll a por, a nedvesség és egyéb szennyeződések hatásának. Intuitív felülete csökkenti az új felhasználók tanulási görbéjét, miközben haladó vezérlési funkciókat biztosít a tapasztalt kutatók számára.
7. Moduláris keverőrendszer
A MICROIPOWER VP különböző tenyésztési típusokhoz optimalizált lapátkerekek széles skáláját kínálja:
Háromlapátos lapátkerék: Ideális általános keverésre és oxigénátvitelre
Hatlapátos lapátkerék: Alacsony nyíróerővel történő keverést biztosít érzékeny szervezetek számára
Nyolclapátos lapátkerék: Nagy nyíróerővel történő keverési alkalmazásokhoz optimalizált
Habcsendesítő lapátkerék: Hatékony a hab képződésének szabályozására anélkül, hogy megzavarná a tenyésztési körülményeket
Az impeller kiválasztása testre szabható a kultúra specifikus igényeihez, mikrobiális erjedéstől a nagy sűrűségű sejtkultúrákig. A hatlapos kialakítás különösen ajánlott nyíróérzékeny alkalmazásokhoz, például tapadó sejtkultúrákhoz mikrohordozókon, ahol az alacsony nyíróerővel történő keverés (≤60 fordulat/perc) döntő fontosságú a sejtek életképességének megőrzése érdekében.
8. Zárólemez-összeállítás
Opcionális zárólemez-kiegészítők érhetők el a következő célokra:
A keverés hatékonyságának javítása a tartályban
A gáz-folyadék és folyadék-folyadék tömegátviteli sebességek növelése
A halott zónák csökkentése és a kultúra homogenitásának javítása
Az oxigénátvitel hatékonyságának (kLa) 30–40%-os növelése
A falhatások minimalizálása a kultúra feltételeire
A zárólemezek különösen hasznosak magas viszkozitású kultúrák esetén, illetve akkor, ha tapadó sejtkultúrákhoz mikrohordozókat használnak. Az impeller rendszerrel együtt működnek a tartályon belüli áramlási minták optimalizálására, biztosítva a tápanyagok, az oxigén és a sejtek egyenletes eloszlását.
Műszaki specifikációk
| Paraméter |
Specifikáció |
| Edény anyaga |
Magas-boroszilikát üveg (Ra≤0,4 μm csiszolt belső felület) |
| Működési térfogatok |
1 L, 2 L, 3 L, 5 L (SIP-képes: 121 °C, 15–30 perc) |
| Magasság–átmérő arány (H:D) |
1:1,6 (szabványos), egyéni arányok is elérhetők |
| Keverési rendszer |
Felső helyzetű keverőlapát, 50–1000 fordulat/perc (±1 fordulat/perc pontossággal), váltakozó áramú szervomotor |
| Hőmérséklet Vezérlés |
4 °C-tól 80 °C-ig, ±0,2 °C pontossággal, Peltier-termoelektromos modul |
| pH-vezérlés |
0–14, ±0,01, automatikus bázis/CO₂-adagolással |
| Dissolved Oxygen (DO) |
0–200 %, ±1 %, O₂/N₂/levegő keveréssel |
| Légzésztárazási rendszer |
Mély gázbuborékoltatás, 0,3–2,0 vvm (tömegáram-szabályozó) |
| Gázszűrés |
0,2 μm-es PTFE szűrők (bemenet: 37 mm; kimenet: 50 mm) |
| Ellátási rendszer |
4 keverővezérlő csoportonként, legfeljebb 6 darab nagypontosságú perisztaltikus szivattyú vezérlőnként |
|
Fordítható működés és sebességváltoztatható üzem (0–100 % üzemi ciklus) |
| Vezérlőrendszer |
Elosztott architektúra, legfeljebb 8 bioreaktor támogatása rendszerenként |
|
Szabványos kommunikációs protokollok harmadik féltől származó PAT-eszközökkel való integrációhoz |
|
Egyedi rendszervezérlés külső számítógép nélkül |
| Szoftver Jellemzők |
SCADA rendszer adatrögzítéssel, audit trail-lel és elektronikus aláírással |
|
Több tétel adatainak egyidejű megtekintése és összehasonlítása |
|
Aranykötegek automatikus futtatása |
|
Integrált kísérlettervezés (DoE) |
|
Harmadik féltől származó DoE-adatok importálásának támogatása |
|
Többszintű felhasználói jogosultság-kezelés |
|
Szabható programfejlesztéshez szabványos API |
|
Kompatibilitás Pythonnal adatelemzéshez |
| Távoli hozzáférés |
Asztali és mobil eszközök támogatása |
|
Valójában történő nyomon követés és ellenőrzés |
|
Ütemezett képfelvétel és dokumentálás |
| Megfelelőség |
GMP (2026) |
|
FDA 21 CFR Part 11 |
|
Audit trail funkció |
Miért válassza a MICROIPOWER VP-t?
Integrált működési hatékonyság: Egyszerre akár 8 kísérlet futtatása azonos körülmények mellett egyetlen eszközön belüli felületen
Skálázhatóság: A bioreaktorok számának növelése rendszerenként 4-ről 8-ra fürtbővítés útján
Pontos szabályozás: Ipari szintű pontosság laborbarát formában
Rugalmas használat: Támogatja a mikrobiális erjedést és az állati/rovar sejtkultúrákat is
Felhasználóbarát tervezés: 10 hüvelykes ipari érintőképernyő biztosítja a közvetlen, egységen belüli kezelést
Adatgazdag környezet: Kimerítő adatrögzítési és elemzési eszközök
Szabályozási előírásoknak megfelelő: Összhangban van a jelenlegi GMP- és FDA-szabályozási előírásokkal a szabályozott környezetekben
Költséghatékony: Az egységes tervezés kiküszöböli a külső számítógép csatlakoztatásának szükségességét
Alkalmazások és tudományos érték
1. Mikrobiális erjedés
A MICROIPOWER VP mikrobiális erjedési folyamatok pontos szabályozására lett kifejlesztve, lehetővé téve a kutatók számára a növekedési körülmények optimalizálását és a hozam maximalizálását széles körű alkalmazásokhoz.
Tanhelyek:
A Lactobacillus casei erjedési folyamatának optimalizálása:
Konzisztens tejsav-termelés elérése valós idejű pH-szabályozással (±0,01 pontosság)
Szénforrás-felhasználás optimalizálása nagy pontosságú perisztaltikus szivattyúkkal
Biztonságos skálázás a laboratóriumi mérettől az ipari termelésig
Az Aspergillus oryzae erjedési folyamatának fejlesztése:
Enzimtermelés maximalizálása (pl. proteázok, amilázok)
Növekedési körülmények optimalizálása kísérlettervezési módszerekkel (DoE – Design of Experiments)
Automatizált tápanyag-adagolási stratégiák bevezetése konzisztens teljesítmény érdekében
Escherichia coli nagy sűrűségű erjedése:
Magas optikai sűrűség elérése (OD600 akár 120-ig)
A feloldott oxigén szintjének állandó fenntartása (>30%)
Integráció a PAT-eszközökkel fejlett monitorozáshoz
2. Sejt-kultúra
A MICROIPOWER VP kiválóan alkalmas állati és rovarsejtek tenyésztésére is, beleértve a szuszpendált és tapadó sejtvonalakat.
Tanhelyek:
Rovarsejtek tenyésztése (SF9, HSV-1):
Támogatja a magas sejtsűrűségű rovarsejt-tenyészeteket
Pontos hőmérséklet-szabályozás alkalmazása az optimális fehérjeexpresszió érdekében
Integráció a PAT-eszközökkel fejlett monitorozáshoz
Emberi sejtek tenyésztése (293T, CHO-K1):
Magas sejtsűrűségű szuszpendált tenyészetek elérése
A pH- és a feloldott oxigén szintjének állandó fenntartása
Automatizált tápanyag-adagolási stratégiák bevezetése konzisztens teljesítmény érdekében
Vero-sejtek nagy sűrűségű felfüggesztett kultúrája:
Elérhető magas sejtsűrűség (legfeljebb 1,5×10⁷ sejt/mL)
Támogatja a vakcina-termelési folyamatokat
Pontos hőmérséklet-szabályozás alkalmazása az optimális fehérjeexpresszió érdekében
Tapadó sejtek kultúrája mikrohordozókon:
Támogatja a nagy sűrűségű tapadó sejtkultúrákat (legfeljebb 10⁷ sejt/mL)
Alacsony nyíróerő-keverési körülmények alkalmazása (≤60 fordulat/perc)
Integráció a PAT-eszközökkel fejlett monitorozáshoz
Nagy sűrűségű felfüggesztett kultúra (293T, CHO-K1):
Magas sejtszám elérése (legfeljebb 10⁹ sejt/mL)
Támogatja a rekombináns fehérjék termelését
Pontos hőmérséklet-szabályozás alkalmazása az optimális fehérjeexpresszió érdekében
Összegzés
A MICROIPOWER VP jelentős előrelépést jelent a párhuzamos bioreaktor-technológiában, ötvözve az ipari rendszerek pontosságát és irányíthatóságát a laboratóriumi eszközök kényelmével és hozzáférhetőségével. Az integrált tervezés – amelybe beépített ipari érintőképernyő tartozik – egyszerűsíti a kezelést, miközben teljes irányítást biztosít a kritikus paraméterek felett. A rendszer képessége, hogy egyszerre akár 8 bioreaktort is kezeljen, ideális választást tesz lehetővé nagy áteresztőképességű kutatási és folyamatfejlesztési feladatokhoz.
Azok számára a felhasználók számára, akik párhuzamos kísérleteket szeretnének végezni anélkül, hogy külső számítógép csatlakoztatásának bonyolultságával kellene szembenézniük, a MICROIPOWER VP megbízható, könnyen kezelhető megoldást kínál. Pontos szabályozási képességei – többek között a Peltier-alapú hőmérséklet-szabályozás, a nagy pontosságú perisztaltikus szivattyúk és a fejlett gázáram-szabályozás – biztosítják a konzisztens működést minden egységen. Emellett a rendszer megfelel a GMP- és az FDA 21 CFR 11. rész szabványainak, így készen áll a szabályozott környezetekben történő alkalmazásra.
