סקירת המוצר
ה-MICROIPOWER VP הוא מערכת ביוריאקטורים זכוכיתית בקנה מידה מעבדתי, המיועדת לתחזוקת מיקרואורגניזמים ובקטריות, וכן לתרבות תאי חיה ותאי חרקים. המערכת מבוססת על העיצוב המוכחה 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
עיצוב ביוריאקטור זכוכיתי משולב עם מסך מגע תעשייתי מובנה
ארכיטקטורת בקרה מבוזרת לניהול עד 8 ביוריאקטורים בכל מערכת
מודול בקרה בטמפרטורה מבוסס פלטייה עם טווח רחב: 4°מ עד 80°מ (±0.2°מ)
משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה (עד 6 לשליטה אחת): פעולת הפיכה ושינוי מהירות
מערכת ניטור וידאו בזמן אמת עם יכולת צפייה מרחוק ותפיסת תמונות לפי לוח זמנים
מערכת טרביות מודולרית: טרביות שלוש-להב, שש-להב, שמונה-להב וטרביות למניעת התרחשות בועות
זמין בנפחים תפעוליים סטנדרטיים: 1 ליטר, 2 ליטרים, 3 ליטרים ו-5 ליטרים
אוסף עשיר של אביזרי מיתקן לאיחוד עם מגוון בקרים, מנועים ורכיבים אחרים
שליטה משולבת ברמה מערכתית להתקני PAT חיצוניים (טכנולוגיית ניתוח תהליכים)
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 VP סוגר את הפער בין מחקר אקדמי לבין ייצור תעשייתי. ביוריאקטורים בקנה מידה מעבדתי מסורתיים סובלים לעתים קרובות מבקרה לקויה על הפרמטרים, קצב העברת חמצן נמוך ותנודתיות בין מנות — מכשולים שמעכבים את הגדלת הקנה מידה.
מערכת זו פותרת את האתגרים הללו באמצעות שילוב של:
הבהירות האופטית והאינרטיות הכימית של הזכוכית
ארכיטקטורת הבקרה החזקה של עיבוד ביולוגי תעשייתי
טכנולוגיית בקרה מوزעת לפעולת מקבילות
זמין בנפחים תפעוליים סטנדרטיים של 1 ליטר, 2 ליטרים, 3 ליטרים ו-5 ליטרים, עם אפשרויות נפח מותאמות אישית; ה-MICROIPOWER VP תומך בכל מה שמבין מסנן זנים ועד אימות תהליך לפני GMP. העיצוב המשולב שלו מאפשר הרחבה קנה-מידה, ועושה כן כדי לענות על הצרכים של מעבדות מחקר קטנות Facilities כביו-טכנולוגיה גדולות.
חדשנות טכנית מרכזית
1. עיצוב מערכת משולבת
ה-MICROIPOWER VP מציג עיצוב מערכת משולבת מהפכני המאפשר למשתמשים:
לנתח עד 8 ביוריאקטורים בו זמנית דרך ממשק יחיד על המכונה
להיכנס לניסויים ולנהל אותם באופן מקומי דרך מסך מגע תעשייתי מובנה
לדאוג לביצוע עקבי בכל היחידות באמצעות אלגוריתמי בקרה סטנדרטיים
לבצע השוואות ואופטימיזציה בקבוצות באמצעות כלים לניתוח נתונים מרובה-קבוצות
לפשט את תכנון המעבדה בעזרת גודל קטן המתאים לשימוש על שולחן עבודה
עיצוב זה מתאים במיוחד לסיכונים בעלי קצב גבוה, לפיתוח תהליכים ולמחקרי אימות, שבהם עקביות ויכולת הרחבה הן קריטיות. מסך מגע משולב מספק פעולה ישירה על היחידה, מה שמונע את הצורך בחיבור מחשב חיצוני תוך שמירה על שליטה מלאה בכל פרמטרי המערכת.
2. מודול בקרת טמפרטורה פלטיה
חדשנות מרכזית ב-MICROIPOWER VP היא מודול בקרת הטמפרטורה התרמו-אלקטרונית מבוסס פלטייר, אשר:
מספק בקרת טמפרטורה מדויקת: 4°מ עד 80°מ (±0.2°מ)
מבטל את הצורך באספקת מים קרים חיצונית
מפחית את צריכת האנרגיה בהשוואה למערכות מעיל מים מסורתיות
מאיץ את מחזורי הסטריליזציה על ידי הפחתת ההתמדות התרמית
משמר 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 VP תומך עד 6 משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה, אשר מעוצבות ל:
פעולה הפיכה עם אפשרות שינוי מהירות (מחזור עבודה של 0–100%)
הוספה מדויקת של גלוקוז, בסיס, מדיות הזנה וסוכני מניעת צפיפות
אסטרטגיות הזנה אוטומטיות לשחזור עקבי של התהליך
מאמץ גזירה מינימלי על מיקרואורגניזמים ותאים רגישים
דרישות נמוכות לתחזוקה בשל העיצוב הפשוט שלו
משאבות אלו חיוניות לשמירה על אספקת המזון המדויקת הנדרשת לזריעת מיקרואורגניזמים בתפוקה גבוהה ולגידול תאים. הן מתאימות במיוחד ליישומים הכוללים אורגניזמים רגישים למתח גזירה, שבהם זרימה עקיבה וחדשה נמוכה היא קריטית לשימור החיות של התאים ולתפוקתיות.
4. ניטור וידאו והגעה מרוחקת
ה- MICROIPOWER VP כולל יכולות מתקדמות לניטור וידאו:
צפייה מרוחקת בזמן אמת בתמונות של מכל הביוריאקטור
לכידת תמונות לפי לוח זמנים לתיעוד ולניטור התהליך
גישה מרוחקת ממיחשף שולחני ומסמרטפון לניהול התהליכים הניסיוניים והנתונים
אינטגרציה עם פרמטרי בקרת התהליך לצורך תצפיות מתואמות
צילום באיכות גבוהה לאבחנה מפורטת של תנאי הזריעה
תכונה זו מועילה במיוחד בניסויים ארוכי טווח ובעבודה בסביבות שבהן יש גישה פיזית מוגבלת למעבדה. היא מאפשרת לחוקרים לעקוב אחר התפתחות התרבויות, לזהות בעיות פוטנציאליות מוקדם ולעשות את התאמות הדרושות ללא נוכחות פיזית במעבדה.
5. מערכת בקרת זרימת הגז
בקרת זרימת הגז של המערכת מתבצעת על ידי בוקר זרימה מסתי (MFC) ש:
תומך בבקרת זרימת גז מדויקת: 0.3–2.0 vvm (מהירות נפחית של גז לדקה)
מאפשר בקרה פרטנית על זרימות הגז וגם ערבוב רציף של זרימות הגז
מתואם עם מערכות סינון סטריליות למניעת זיהום
ממקסם את שטח הפנים בין הגז לנוזל לצורך העברת חמצן יעילת
ממזער את גודל הבועות כדי להפחית את מתח הגזירה על אורגניזמים רגישים
מערכת בקרת הגז המתקדמת הזו מבטיחה תנאי אירוסיה אופטימליים לסוגים שונים של תרביות, מפרוקציה מיקרוביאלית ועד תרביות תאים בצפיפות גבוהה.
6. ממשק מסך מגע HMI
ממשק המשתמש-מכונה (HMI) של המערכת הוא מסך מגע תעשייתי בגודל 10 אינץ' ש:
**מציג ומאפשר התאמה של פרמטרי תהליך קריטיים** (טמפרטורה, pH, חמצן מומס, מהירות ערבוב וכו')
מספק ניטור בזמן אמת של טמפרטורה, pH וחמצן מומס
תומך בגישה מהירה לإجراءات תפעול סטנדרטיות (SOPs)
מאפשר הגדרה ועריכה קלות של פרוטוקולי ניסוי
מציע כלים להצגת נתונים לצורך הערכה מיידית של התהליך
ממשק המשתמש התעשייתי (HMI) מעוצב לסביבות מעבדה, ומספק עמידות לאבק, לחות ומזננים אחרים. הממשק האינטואיטיבי שלו מפחית את עקומת הלמידה למשתמשים חדשים, תוך כדי שנותן תכונות בקרה מתקדמות לחוקרים מנוסים.
7. מערכת טחנת חלופית מודולרית
ה-VP של MICROIPOWER מציע טווח של מניעים מאופטמים לסוגי התרבות השונים:
מניע בעל שלושה כנפיים: אידיאלי לערבוב כללי ולמעבר חמצן
מניע בעל שישה כנפיים: מספק ערבוב נמוך במעורפלות ליצורים רגישים
מניע בעל שמונה כנפיים: מאופטם ליישומים של ערבוב גבוה במעורפלות
מניע למניעת צפיחות: יעיל בשליטה על הצפיחות ללא הפרעה לתנאי התרבות
בחירת המניע יכול להתאים לצרכים הספציפיים של התרבויות, מהפרות מיקרוביאליות ועד תרבויות תאים בצפיפות גבוהה. העיצוב בעל ששת הלהבים מומלץ במיוחד ליישומים רגישים לגזירה, כגון תרבויות תאים דבקים על מיקרו-נשאים, שבהן ערבוב נמוך גזירה (≤60 סיבובים לדקה) קריטי לשמירה על קיום התאים.
8. אסמבלי מחסומים
זמינות אביזרים אופציונליים למחסומים כדי:
לשפר את יעילות הערבוב במיכל
לשפר את קצב מעבר המסה בין גז לנוזל ובין נוזל לנוזל
למזער אזורים מתים ולשפר את האחדות של התרבויות
לעלות את יעילות העברה החמצנית (kLa) ב-30–40%
למזער את השפעת הקירות על תנאי התרבויות
המחסומים שימושיים במיוחד בתרבויות בעלות צמיגות גבוהה או בעת שימוש במיקרו-נשאים לתרבויות תאים דבקים. הם פועלים בשיתוף עם מערכת המניע כדי לאופטימיזציה של דפוסי הזרימה בתוך המיכל, ומבטיחים הפצה אחידה של מזון, חמצן ותאים.
מפרטים טכניים
| פרמטר |
מפרט |
| חומר הצלחת |
זכוכית עתירת בורוסיליקט (משטח פנימי מומש, Ra≤0.4 מיקרומטר) |
| נפחים פועלים |
1 ליטר, 2 ליטר, 3 ליטר, 5 ליטר (תואם SIP: 121°צ, 15–30 דקות) |
| יחס גובה לקוטר (H:D) |
1:1.6 (סטנדרטי), יחס מותאם זמין |
| מערכת ערבוב |
מערבל הרכבה עליונה, 50–1000 סל"ד (דיוק ±1 סל"ד), מנוע שרת AC |
| בקרת טמפרטורה |
4°מ עד 80°מ, ±0.2°מ, מודול תרموאלקטרוני פלטיה |
| שליטה ב-PH |
0–14, דיוק ±0.01, עם דיזוג אוטומטי של בסיס/פחמן דו-חמצני |
| חמצן מומס (DO) |
0–200%, דיוק ±1%, עם ערבוב חמצן/חנקן/אוויר |
| מערכת אאראציה |
תפיחות עמוקות, 0.3–2.0 vvm (בקר זרימה מסתית) |
| סינון גז |
מסננים של PTFE בגודל 0.2 מיקרון (כניסה: 37 מ"מ; יציאה: 50 מ"מ) |
| מערכת תזונה |
ארבעה בקרים למדחפים לקבוצה אחת, עד 6 משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה לכל בקר |
|
פעולה הפיכה עם אפשרות שינוי מהירות (מחזור עבודה של 0–100%) |
| מערכת בקרה |
ארכיטקטורת הפצה, תומכת עד 8 ביוריאקטורים בכל מערכת |
|
פרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים לאינטגרציה עם מכשירי PAT של צד שלישי |
|
שליטה במערכת אחת ללא צורך במחשב חיצוני |
| 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 VP?
יעילות تشغולית מובנית: הפעלת עד 8 ניסויים בו זמנית בתנאים אחידים דרך ממשק יחיד על המכשיר
יכולת הרחבה: הרחבה מ-4 ל-8 ביוריאקטורים לכל מערכת באמצעות הרחבת צירוף (cluster expansion)
בקרת דיוק: דיוק ברמה תעשייתית בתבנית ידידותית למעבדה
גמישות: תמיכה גם בזירוע מיקרוביאלית וגם בזירוע תאים של חיות וחרקים
עיצוב ידידותי למשתמש: מסך מגע תעשייתי בגודל 10 אינץ' מאפשר פעולה ישירה על המכשיר
סביבה עשירה בנתונים: כלים מקיפים לרישום וניתוח נתונים
מוכן לתאימות: עונה על התקנות הנוכחיות של GMP וה-FDA לסביבות מבוקרות
יעיל מבחינת עלות: עיצוב הכל באחד מבטל את הצורך בחיבור מחשב חיצוני
יישומים וערך מדעי
1. התפחה מיקרוביאלית
ה-MICROIPOWER VP מעוצב לשליטה מדויקת בתהליכי התפחה המיקרוביאלית, ומאפשר לחוקרים לאופטימיזציה של תנאי הגדילה ולמקסום התפוקה עבור טווח רחב של יישומים.
תquivos מקרים:
אופטימיזציה של תהליך ההתפחה של Lactobacillus casei:
השגת ייצור עקבי של חומצה לקטית באמצעות בקרת pH בזמן אמת (דיוק של ±0.01)
אופטימיזציה של ניצול מקור הפחמן באמצעות משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה
הרחבה מהמעבדה לייצור תעשייתי בביטחון
פיתוח תהליך ההתפחה של Aspergillus oryzae:
מקסום ייצור אנזימים (למשל: פרוטאזים, אמילאזים)
אופטימיזציה של תנאי הגדילה באמצעות DoE (תכנון ניסויים)
יישום אסטרטגיות הזנה אוטומטיות לביצוע עקבי
הפריה בצפיפות גבוהה של אشيرיכיה קולי:
השגת צפיפויות אופטיות גבוהות (OD600 עד 120)
תחזוקת רמות חמצן מומס עקביות (>30%)
אינטגרציה עם כלים של בקרת תהליכים אנליטית (PAT) לפקוח מתקדם
2. חינוך תאים
ה-MICROIPOWER VP מתאים גם מאוד לתרבות תאי בעלי חיים ותאי חרקים, כולל קווי תאים בתרבולה תלויה ובתרבולה דביקה.
תquivos מקרים:
תרבות תאי חרקים (SF9, HSV-1):
תמיכה בתרבולים של תאי חרקים בצפיפות גבוהה
יישום בקרת טמפרטורה מדויקת לביטוי אופטימלי של חלבונים
אינטגרציה עם כלים של בקרת תהליכים אנליטית (PAT) לפקוח מתקדם
תרבות תאי יונקים (293T, CHO-K1):
השגת תרבולות תלויה בצפיפות גבוהה
תחזק רמות pH ורמות חמצן מומס עקביות
יישום אסטרטגיות הזנה אוטומטיות לביצוע עקבי
תַּרְבִּית תאי Vero בתרבישה מרחפת בצפיפות גבוהה:
השג צפיפות תאים גבוהה (עד 1.5×10⁷ תאים/מ"ל)
תמוך בתהליכי ייצור חיסונים
יישום בקרת טמפרטורה מדויקת לביטוי אופטימלי של חלבונים
תַּרְבִּית תאים דבקים על מיקרו-נשאים:
תמוך בתרבויות תאים דבקים בצפיפות גבוהה (עד 10⁷ תאים/מ"ל)
הטמעת תנאי ערבוב נמוכי מתח גזירה (≤60 סיבובים לדקה)
אינטגרציה עם כלים של בקרת תהליכים אנליטית (PAT) לפקוח מתקדם
תַּרְבִּית מרחפת בצפיפות גבוהה (293T, CHO-K1):
השג צפיפות תאים גבוהה (עד 10⁹ תאים/מ"ל)
תמוך בייצור חלבונים משובשים
יישום בקרת טמפרטורה מדויקת לביטוי אופטימלי של חלבונים
מסקנות
ה-MICROIPOWER VP מייצג התקדמות משמעותית בטכנולוגיית הביוריאקטורים המקבילים, שמחברת בין הדיוק והבקרה של מערכות תעשייתיות לנוחות ולנגישות של מכשירי מעבדה. העיצוב המשולב שלו, הכולל מסך מגע תעשייתי מובנה, מפשט את הפעולה תוך שמירה על שליטה מלאה בפרמטרים הקריטיים. היכולת של המערכת לנהל עד 8 ביוריאקטורים בו זמנית הופכת אותה לבחירה אידיאלית למחקר בעל קצב גבוה ולפיתוח תהליכים.
למשתמשים שצריכים לבצע ניסויים מקבילים ללא הסיבוכיות של חיבור מחשב חיצוני, ה-MICROIPOWER VP מציעה פתרון עמיד וידידותי למשתמש. יכולות הבקרה המדויקות שלה, כולל סינון טמפרטורה מבוסס פלטיה, משאבות פריסטלטיות בעלות דיוק גבוה, ובקרת זרימת גז מתקדמת, מבטיחות ביצוע עקבי בכל היחידות. ומכיוון שהיא עומדת בדרישות תקן GMP ותקנות ה-FDA 21 CFR חלק 11, המערכת מוכנה לשימוש בסביבות רגולטוריות.
