סקירת המוצר
ה-MICROIPOWER BP הוא מערכת ביוריאקטורים זכוכית בקנה מידה מעבדתי, המתוכננת להפרות מיקרוביאליות ובקטריאליות וכן לתרבות תאי חיה ותאי חרקים. המערכת מבוססת על העיצוב המוכח של ה-MICROIPOWER07, אך שופרה באמצעות טכנולוגיית בקרה מבוזרת, והיא מספקת דיוק ברמה תעשייתית בפלטפורמה קומפקטית וידידותית למשתמש. המערכת מאפשרת לחוקרים להפעיל מספר ביוריאקטורים בו זמנית דרך ממשק מאוחד, מה שמשפר משמעותית את יעילות המחקר ואת יכולות פיתוח התהליכים.
תכונות עיקריות
1. אדריכלות בקרה מבוזרת לניהול עשרות עד מאות ביוריאקטורים מממשק אחד
2. מודול בקרה בטמפרטורה מבוסס פלטייה עם טווח רחב: 4°מ עד 80°מ (±0.2°מ)
3. משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה (עד 6 לשליטה אחת): פעולת הפיכה ושינוי מהירות
4. מערכת ניטור וידאו בזמן אמת עם יכולת צפייה מרחוק ותמונה מתוכננת
5. בקר זרימה מסיבית (MFC) לבקרה מדויקת של זרימת הגז
6. מסך מגע תעשייתי בגודל 10 אינץ' לעריכה והצגת פרמטרים
7. זמין בנפחים תפעוליים סטנדרטיים: 1 ליטר, 2 ליטרים, 3 ליטרים ו-5 ליטרים
8. סוגי ערבוביות מרובים: ערבובית שלושה כנפיים, ערבובית שישה כנפיים, ערבובית שמונה כנפיים וערבובית למניעת התרחשות קצף
9. עיצוב מודולרי של בקר ערבוביות: ארבעה בקרים יכולים להיות מקובצים יחד, עם תמיכה במספר תצורות קבוצתיות
10. אוסף עשיר של אביזרים מתאמים לאפשר תאימות עם בקרים, מנועים ורכיבים אחרים
11. בקרה משולבת ברמה מערכתית להתקנים חיצוניים של טכנולוגיית ניתוח תהליכים (PAT)
המיכל העשוי זכוכית בורוסיליקט שקוף מאפשר ניטור חזותי בזמן אמת של צמיחת מיקרואורגניזמים או תאים ללא צורך בכלים אופטיים נוספים, מה שהופך אותו למתאים במיוחד למחקר בתחום הביוטכנולוגיה הפארמהцевטית, הביולוגיה הסינתטית והביוטכנולוגיה התעשייתית.
פילוסופיית עיצוב
ה-MICROIPOWER BP סוגר את הפער בין מחקר אקדמי לייצור תעשייתי. ביוריאקטורים בקנה מידה של מעבדה, כפי שמתוכננים מסורתיים, סובלים לעתים קרובות מבקרה לקויה על הפרמטרים, קצב העברת חמצן נמוך ותנודתיות בין מנות — מחסומים המאחרים את הגדלת הקנה מידה.
מערכת זו פותרת את האתגרים הללו באמצעות שילוב של:
1. שקיפות אופטית ואינертיות כימית של זכוכית
2. ארכיטקטורת הבקרה החזקה של עיבוד ביולוגי תעשייתי
3. טכנולוגיית בקרה מפוזרת להפעלה מקבילה
ה-MICROIPOWER BP זמין בנפחים תפעוליים סטנדרטיים של 1 ליטר, 2 ליטרים, 3 ליטרים ו-5 ליטרים — עם אפשרויות נפח מותאמות אישית. המערכת תומכת בכל מה שנדרש, החל מסינון זנים ועד לאימות תהליך לפני GMP. העיצוב המודולרי שלה מאפשר הרחבה מתוקשבת, ומספק את הצרכים הן של מעבדות מחקר קטנות והן של מתקני ביוטכנולוגיה גדולים.
חדשנות טכנית מרכזית
1. טכנולוגיית בקרה מפוזרת
ה-MICROIPOWER BP מציג ארכיטקטורת בקרה מפוזרת מהפכנית המאפשרת למשתמשים:
1. הפעלת מספר ביוריאקטורים בו זמנית ממתג בקרה אחד
2. הרחבה מהיקף של 4 ביוריאקטורים ועד למאות ביוריאקטורים באמצעות הרחבת אשכול
3. אינטגרציה של מכשירי PAT צד ג' באמצעות פרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים
4. גישה וניהול ניסויים מרחוק ממחשב שולחני או מכשירים ניידים
5. הבטחת ביצועים אחידים בכל היחידות באמצעות אלגוריתמי בקרה סטנדרטיים
6. ביצוע השוואות בין מחזורים וביצוע אופטימיזציה באמצעות כלים לניתוח נתונים מרובה-מחזורים
טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד לבחינה בהיקף גבוה (high-throughput screening), פיתוח תהליכים ומחקרי אימות, שבהם עקביות ויכולת הרחבה הן קריטיות.
2. מודול בקרת טמפרטורה פלטיה
חדשנות מרכזית ב-MICROIPOWER BP היא מודול בקרת הטמפרטורה התרמואלקטרית מבוסס פלטיה, אשר:
1. מספק בקרת טמפרטורה מדויקת: 4°מ עד 80°מ (±0.2°מ)
2. מבטל את הצורך באספקת מים חיצונית לקירור
3. מפחית את צריכת האנרגיה בהשוואה למערכות קולר מים מסורתיות
4. מאיץ את מחזורי הסטריליזציה על ידי הפחתת ההתמדות התרמית
5. שומר על תנאי טמפרטורה יציבים גם במהלך שינויים מהירים בתנאי הסביבה
מודול זה אידיאלי ליישומים הדורשים בקרת טמפרטורה מדויקת, כגון ביטוי חלבונים רקומביננטיים, ייצור חיסונים וניתוח זרימת מטבולית.
3. מערכת משאבות פריסטלטיות בעלת דיוק גבוה
כל בקר במערכת MICROIPOWER BP תומך עד 6 משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה, אשר מעוצבות ל:
1. פעולה הפיכה ומשתנה במהירות (מחזור עבודה של 0–100%)
2. הוספה מדויקת של גלוקוז, בסיס, תערובות הזנה וסוכני מניעת צפיפות
3. אסטרטגיות הזנה אוטומטיות לשחזור עקבי של התהליך
4. מתח cis של חום מינימלי על מיקרואורגניזמים ותאים רגישים
5. דרישות נמוכות לתיקון ותחזוקה בשל העיצוב הפשוט שלו
משאבות אלו חיוניות לשמירה על אספקת המזון המדויקת הנדרשת לזריעת מיקרואורגניזמים בתפוקה גבוהה ולגידול תאים.
4. ניטור וידאו והגעה מרוחקת
ה- MICROIPOWER BP כולל יכולות מתקדמות לניטור וידאו:
1. צפייה בזמן אמת בדמויות של כלי הביו-ריאקטור מהרחוק
2. קבלת תמונות לפי לוח זמנים לצורך תיעוד וניטור התהליך
3. גישה מרוחקת ממיחשוב שולחני ומסמרטפון לניהול התהליכים הניסיוניים והנתונים
4. אינטגרציה עם פרמטרי בקרת התהליך לצורך תצפיות מתואמות
5. הדמיה ברזולוציה גבוהה לצורך תצפית מפורטת בתנאי התרבות
תכונה זו מועילה במיוחד בניסויים ארוכי טווח ובעבודה בסביבות שבהן יש גישה פיזית מוגבלת למעבדה.
5. מערכת בקרת זרימת הגז
בקרת זרימת הגז של המערכת מתבצעת על ידי בוקר זרימה מסתי (MFC) ש:
1. תומך בבקרת זרימת גז מדויקת: 0.3–2.0 vvm (מהירות נפחית של גז לדקה)
2. מאפשר בקרה פרטנית על זרימות הגז וגם ערבוב רציף של זרימות הגז
3. מתואם עם מערכות סינון סטריליים כדי למנוע זיהום
4. מאופטם את שטח הפנים בין הגז לנוזל לצורך העברת חמצן יעילת
5. ממזער את גודל הفقעות כדי להפחית את המתח הגזירי על אורגניזמים רגישים
מערכת הבקרה המתקדמת הזו של הגז מבטיחה תנאי אירוסיה אופטימליים לסוגים שונים של תרביות, מהפרשה מיקרוביאלית ועד לתרבויות תאים בצפיפות גבוהה.
6. ממשק מסך מגע HMI
המערכת של המחשב האישי הכל-באחד (All-In-One PC+) יחד עם בקר לוגי תכנותי קטן של סימנס (Siemens Small Programmable Logic Controller):
1. מציגה ומאפשרת התאמת פרמטרי תהליך קריטיים
2. מספקת ניטור בזמן אמת של טמפרטורה, pH וחמצן מומס
3. תומכת בגישה מהירה לإجراءات תפעול סטנדרטיות (SOPs)
4. מאפשרת הגדרה קלה ושינוי פרוטוקולי ניסוי
5. מציעה כלים להצגת נתונים חזותית לצורך הערכה מיידית של התהליך
הממשק האינטואיטיבי מקטין את עקומת הלמידה למשתמשים חדשים, תוך כדי שנותן תכונות בקרה מתקדמות ל חוקרים מנוסים.
7. מערכת טחנת חלופית מודולרית
ה-MICROIPOWER BP מציעה טווח של טחנות מעוצבות במיוחד לסוגי התרבות השונים:
1. טחנת שלושה כנפיים: אידיאלית לערבוב כללי ולמעבר חמצן
2. מערבולת שש-להבית: מספקת ערבוב נמוך במשיכה ליצורים רגישים
3. מערבולת שמונה-להבית: מאופטמת ליישומי ערבוב גבוה במשיכה
4. מערבולת למניעת התרחשות צפחה: יעילה בשליטה על הצפחה ללא הפרעה לתנאי התרבות
ניתן להתאים את בחירת המערבולת לצרכים הספציפיים של התרבות, מהפרשה מיקרוביאלית ועד תרבות תאים בצפיפות גבוהה.
8. אסמבלי מחסומים
זמינות אביזרים אופציונליים למחסומים כדי:
1. לשפר את יעילות הערבוב בכלי
2. להגביר את קצב העברת החומר בין גז לנוזל ובין נוזל לנוזל
3. להפחית אזורים מתים ולשפר את האחידות של התרבות
4. להגביר את יעילות העברת החמצן (kLa) ב-30–40%
5. מינימיזציה של השפעות הקירות על תנאי התרבות
מחסומים הם במיוחד מועילים לתרבויות עם צמיגות גבוהה או בעת שימוש במיקרו-נשאים לתרבויות תאיות דבקיות.
מפרטים טכניים
| פרמטר |
מפרט |
| חומר הצלחת |
זכוכית בורוסיליקט גבוהה |
| נפחים פועלים |
1 ליטר, 2 ליטרים, 3 ליטרים, 5 ליטרים |
| יחס גובה לקוטר (H:D) |
01:01.6 |
| מערכת ערבוב |
תלוש עליון, 50–1000 סיבובים לדקה (±1 סיבוב לדקה), מנוע שרת זרם חילופין |
| בקרת טמפרטורה |
4°מ עד 80°מ, ±0.2°מ, מודול תרموאלקטרוני פלטיה |
| שליטה ב-PH |
0–14, ±0.01, עם דosing אוטומטי של בסיס/דו-תחמוצת הפחמן |
| חמצן מומס (DO) |
0–200%, ±1%, עם ערבוב חמצן/חנקן/אוויר |
| מערכת אאראציה |
הזרקת גז מעמיקה, 0.3–2.0 vvm (בקר זרימת מסה) |
| סינון גז |
מסננים של PTFE בגודל 0.2 מיקרון (כניסה: 37 מ"מ; יציאה: 50 מ"מ) |
| מערכת תזונה |
ארבעה בקרי טחנת עלים לקבוצה אחת, עד 6 משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה לכל בקר |
| תפעול הפיך ובעל מהירות משתנה (מחזור עבודה של 0–100%) |
| מערכת בקרה |
ארכיטקטורת התפזרות, תומכת במספר בלתי מוגבל של מכשירים |
| פרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים לאינטגרציה עם מכשירי PAT של צד שלישי |
| תכונות התוכנה |
מערכת SCADA עם רישום נתונים, מסלול ביקורת (audit trail) וחתימה אלקטרונית |
| צפייה והשוואה של נתונים ממספר קבצים |
| הפעלה אוטומטית של קבצים "זהובים" |
| תכנון ניסויים (DoE) משולב |
| תומך בייבוא נתוני DoE של צד שלישי |
| ניהול הרשאות משתמש ברמות מרובות |
| API סטנדרטי לפיתוח תוכנות מותאמות אישית |
| תאימות עם Python לניתוח נתונים |
| גישה מרחוקית |
תמיכה במחשב שולחני ובמכשירים ניידים |
| מעקב בזמן אמת והשליטה |
| לכידת תמונות ותיעוד לפי לוח זמנים |
| ציות |
GMP (2026) |
| FDA 21 CFR Part 11 |
| פונקציית מסלול ביקורת |
למה לבחור ב-MICROIPOWER BP?
1. יעילות הפעלה מקבילה: הרצת ניסויים מרובים בו זמנית בתנאים אחידים
2. התאמה לגודל: הרחבה מ-4 ביוריאקטורים ועד למאות ביוריאקטורים באמצעות תצורת אשכול
3. בקרת דיוק: דיוק ברמה תעשייתית בתבנית נוחה לשימוש במעבדה
4. גמישות: תמיכה גם בזירוע מיקרוביאלית וגם בזירוע תאי חיה/חרקים
5. גישה מרחוק: מעקב וניהול ניסויים מכל מקום
6. סביבת נתונים עשירה: כלים מקיפים לרשימת נתונים וניתוחם
7. מוכנות לתאמוּת: עומדת בתקנות GMP הנוכחיות ובתקנות ה-FDA לסביבות מבוקרות
8. יעילות עלות: ביצועים גבוהים ללא העלות הגבוהה של מערכות בקנה מידה תעשייתי
ה-MICROIPOWER BP אינו רק כלי — זהו פלטפורמה מקיפה להתקדמות תוכניות המחקר והפיתוח שלכם.
יישומים וערך מדעי
1. התפחה מיקרוביאלית
ה-MICROIPOWER BP מצטיין ביישומים של התפחה מיקרוביאלית, כולל:
1. פיתוח ושיפור זנים
2. תרביות מיקרוביאליות בצפיפות גבוהה לדיוק מרבי
3. פיתוח תהליכי התפחה
4. מודלים בקנה מידה קטן לאימות תהליכים
5. ניטור ובקרה של התהליכים
דוגמאות מקרי סטודיה טיפוסיות:
אופטימיזציה של תנאי התרבות של Lactobacillus casei במקררים ביולוגיים מקבילים
אופטימיזציה של תהליכי התסיסה של Aspergillus oryzae
פיתוח תרבות Escherichia coli בצפיפות גבוהה
2. חינוך תאים
אחת מהיכולות המובילות של MICROIPOWER BP היא הגמישות שלה בתמיכה בפורמטים מגוונים של תרבות תאים:
1. תרבות תאים מרחפים: תאי SF9, תאי HEK293 ועוד
2. תרבות תאים דבקים: תאי Vero, תאי MDCK וקווי תאים דבקים אחרים
3. תרבות תאים במערכת פרפוסיה: תרבות פרפוסיה בצפיפות גבוהה של תאי Vero עם מיקרו-נשאים
4. ייצור נגיפים: HSV-1 ווקטורים נגיפיים אחרים
5. פיתוח נוגדנים: ייצור ואופטימיזציה של נוגדנים חד-קלוניים
6. ייצור אקסוזומים: יצירת אקסוזומים בתנאים מוגדרים
7. תרבית תאים בצפיפות גבוהה: תאי 293T בתנאי גזירה מותאמים
8. תרבית פרוסיה עם נושאות מיקרו: תרבית פרוסיה של תאי Vero בצפיפות גבוהה עם נושאות מיקרו
אינטגרציה והרחבה של המערכת
1. תצורת בקר
ה-BP של MICROIPOWER משתמש בעיצוב בקר מודולרי, אשר מאפשר:
1. ארבעה בקרים יוצרים צומת אחד, כאשר כל אחד תומך בהפעלת עד 6 משאבות פריסטלטיות בדقة גבוהה
2. תמיכה תוכניתית בניהול ובשליטה על מספר בלתי מוגבל של מכשירים
3. התרחבות מערכת למספר עשרות ואף מאות ביוריאקטורים
4. תצורות צומת גמישות המתאימות לצרכים המחקריים של קני מידה שונים
2. אינטגרציה של מכשירי PAT של צד שלישי
המערכת תומכת באינטגרציה עם מגוון מכשירי PAT של צד שלישי, כולל:
1. מפענחי גזים: ניטור בזמן אמת של הרכב הגז הנפלט
2. מערכות דגימה אוטומטיות: דגימה מתוכנתת לצורך ניתוח התהליך
3. מערכות שקילה של המזון: בקרה מדויקת בהוספת המזון כדי לשמור על תנאי זריעה עקביים
4. כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (UPLC): ניתוח ברזולוציה גבוהה של נוזלי העל של הזרעונים
5. ספקטרומטרים ראמאן: ניטור במקום של תהליכי חילוף החומרים
יכולת האינטגרציה הזו פורצת את מחסומי הנתונים, ומאפשרת לחוקרים:
1. לאסוף ולנתח פרמטרי תהליך מרכזיים בזמן אמת
2. לאופטם את תנאי הזריעה בהתבסס על נתונים בזמן אמת
3. לשפר את יעילות המחקר ולצמצם את זמן הפיתוח של התהליך
4. לספק נימוק אמין להגבהת היקף הייצור לתעשייה
3. תצורת מערכת ההעירה
מערכת ההעירה של המערכת היא רב-תפקודית ביותר, ותומכת ב:
1. שיטות עירור מכניות ומגנטיות
2. בחירת סוגי טרמפים שונים בהתאם לדרישות התהליך
3. בקרה מדויקת על מהירות העירור (50–1000 סיבובים לדקה)
4. מינימיזציה של מתח הגזירה על תאים רגישים ומיקרואורגניזמים
5. אופטימיזציה של מעבר מסה וכفاءת ערבוב
המלצות לאופטימיזציה של מערכת ההעירה:
1. עבור קווי תאים רגישי גזירה כגון תאי 293T, יש להשתמש בטרמף בעל 6 או 8 להבים ולשמור על מהירות העירור מתחת ל-80 סיבובים לדקה
2. עבור תרביות על נושאות מיקרוסקופיות, השתמשו בטורבינה בעלת שמונה להבים ותאמו את פרמטרי ההטחה כדי להשיג החזקה אופטימלית
3. עבור הזרעה מיקרוביאלית בצפיפות גבוהה, ניתן להשתמש בטורבינה בעלת שלושה להבים עם מהירות הטחה מוגברת באופן מתון כדי לשפר את העברת החמצן
תכונות התוכנה
מערכת MICROIPOWER BP מצוידת בפלטפורמת תוכנה מתקדמת שמספקת:
1. ארכיטקטורת הפצה: תומכת בשליטה מסונכרנת של קבוצות מכשירים מרובות
2. ניטור ותאמה בזמן אמת של פרמטרים: מבטיחה תנאי תרבות יציבים
3. שליטה בהתאמה אישית ובצורה מקבילה (cascade): מתאימה לדרישות תרבות מגוונות
4. הצגת השוואת נתונים ממספר מחזורים: מסייעת באופטימיזציה של פרמטרים
5. הפעלה אוטומטית של 'מחזור זהב' (golden batch): משפרת את יעילות המחקר
6. תכנון ניסויים (DoE) מובנה: תומך באופטימיזציה שיטתית של התהליך
7. ניהול הרשאות משתמש ברמות מרובות ורשימת מעקב (audit trail): מבטיח שלמות הנתונים
8. API סטנדרטי: מאפשר פיתוח תוכנות מותאמות אישית
9. יכולת גישה מרוחקת: ניהול ניסויים ונתונים מהמחשב או מכשירים ניידים
פלטפורמת התוכנה הזו עוצבה כדי:
1. לפשט את זרמי העבודה לעיצוב וביצוע ניסויים
2. לספק כלים מקיפים להקלטה וניתוח נתונים
3. לתמוך מעבר חלק מהגילוי לייצור
4. להבטיח התאמה לתקנים GMP ולתקנה של ה-FDA, פרק 21 CFR חלק 11
5. להציע ניהול גמיש של הרשאות ואבטחת נתונים
סיכום היתרונות
ה- MICROIPOWER BP מספק מספר יתרונות מרכזיים על פני ביוריאקטורים חד-מיכליים מסורתיים:
1. הפעלה מקבילה: הרצת מספר ניסויים בו זמנית
2. יכולת הרחבה: הרחבה מסקאלות קטנות לגדולות בביטחון
3. בקרת דיוק: דיוק ברמה תעשייתית בתבנית נוחה לשימוש במעבדה
4. גמישות: תמיכה גם בזירוע מיקרוביאלית וגם בזירוע תאי חיה/חרקים
5. גישה מרחוק: מעקב וניהול ניסויים מכל מקום
6. סביבת נתונים עשירה: כלים מקיפים לרשימת נתונים וניתוחם
7. מוכן לתאימות: מאושר עם תקנות GMP ו-FDA הנוכחיות
8. יעילות עלות: ביצועים גבוהים ללא העלות הגבוהה של מערכות בקנה מידה תעשייתי
9. קל לשימוש: ממשק אינטואיטיבי להגדרה מהירה והפעלה
10. בנייה עמידה: עיצוב עמיד לשימוש לאורך זמן בסביבות מחקר
מדריך לבחירת המוצר
בעת בחירת תצורת MICROIPOWER BP המתאימה לצרכים המחקריים שלכם, יש לקחת בחשבון את הבאים:
1. גודל המיכל: בחרו 1 ליטר, 2 ליטר, 3 ליטר או 5 ליטר בהתאם לגודל הניסוי
2. מערכת ערבוב: בחרו מנוע ערבוב וטורבינה מתאימים בהתאם לסוג התרבויות
3. בקרת טמפרטורה: מודול פלטייר מציע טווח בקרה רחב מ-4° צלזיוס עד 80° צלזיוס
4. בקרת גז: בקר זרימת מסה מאפשר בקרת זרימת הגז באופן מדויק
5. מערכת הזנה: משאבות פריסטלטיות בדרגת דיוק גבוהה תומכות באסטרטגיות הזנה מגוונות
6. דרישות ניטור: ניטור וידאו הוא אידיאלי לניסויים הדורשים관ית חזותית
צרכי הרחבה: ארכיטקטורת הפצה תומכת בהרחבה עתידית של המערכת
