제품 개요
MICROIPOWER VP는 미생물 및 박테리아 발효, 동물 및 곤충 세포 배양을 위한 실험실 규모의 유리 병렬 바이오리액터 시스템입니다. 검증된 MICROIPOWER07 설계를 기반으로 하되 분산 제어 기술을 추가하여 소형이면서도 사용자 친화적인 플랫폼에서 산업 수준의 정밀도를 제공합니다. 이 시스템은 통합 인터페이스를 통해 여러 바이오리액터를 동시에 운영할 수 있어 연구 효율성과 공정 개발 역량을 크게 향상시킵니다.
주요 특징
내장형 산업용 터치스크린 HMI가 탑재된 통합 유리 바이오리액터 설계
최대 8개의 바이오리액터를 한 시스템에서 관리할 수 있는 분산 제어 아키텍처
펠티에 방식 온도 제어 모듈(온도 범위: 4°C ~ 80°C, ±0.2°C)
고정밀 펌프(컨트롤러당 최대 6개): 정방향/역방향 전환이 가능하며 속도 조절이 가능한 펌프
원격 조회 및 예약 이미지 촬영 기능을 갖춘 실시간 영상 모니터링
모듈식 임펠러 시스템: 3날개, 6날개, 8날개 및 발포 억제 임펠러
표준 작동 용량으로 1 L, 2 L, 3 L, 5 L 제공
다양한 컨트롤러, 모터 및 기타 구성 요소와의 호환성을 위한 풍부한 어댑터 액세서리 제품군
타사 PAT 장치(Process Analytical Technology)에 대한 통합 시스템 수준 제어
투명한 붕규산 유리 반응기로, 별도의 광학 계측 장치 없이도 미생물 또는 세포 성장 상황을 실시간으로 육안 관찰할 수 있어, 바이오의약품, 합성 생물학, 산업 바이오테크놀로지 분야의 연구에 이상적입니다.
디자인 철학
MICROIPOWER VP는 학술 연구와 산업용 생산 사이의 격차를 해소합니다. 기존의 실험실 규모 바이오리액터는 일반적으로 공정 변수 제어 성능 저하, 낮은 산소 전달률, 배치 간 변동성 등의 문제를 겪으며, 이는 스케일업을 지연시키는 주요 장애 요인입니다.
이 시스템은 다음 요소를 결합함으로써 이러한 과제를 해결합니다:
유리의 광학적 투명성 및 화학적 비활성
산업용 바이오프로세싱의 견고한 제어 아키텍처
병렬 작동을 위한 분산 제어 기술
표준 작동 용량은 1 L, 2 L, 3 L, 5 L로 제공되며, 맞춤형 크기 또한 가능합니다. MICROIPOWER VP는 균주 스크리닝부터 GMP 이전 공정 검증에 이르기까지 모든 응용 분야를 지원합니다. 통합 설계를 통해 확장성이 보장되어 소규모 연구실부터 대규모 바이오테크놀로지 시설에 이르기까지 다양한 요구 사항을 충족합니다.
핵심 기술 혁신
1. 통합 시스템 설계
MICROIPOWER VP는 사용자가 다음 작업을 수행할 수 있도록 하는 혁신적인 통합 시스템 설계를 도입하였습니다.
단일 장치 내 인터페이스에서 최대 8개의 바이오리액터를 동시에 운영
내장된 산업용 터치스크린을 통해 실험을 로컬에서 직접 접근하고 관리
표준화된 제어 알고리즘을 통해 모든 장치에서 일관된 성능 보장
멀티 배치 데이터 분석 도구를 사용하여 일괄 비교 및 최적화 수행
벤치탑 사용에 적합한 소형 폼 팩터로 실험실 배치를 단순화
이 설계는 일관성과 확장성이 특히 중요한 고처리량 스크리닝, 공정 개발 및 검증 연구에 매우 적합합니다. 통합 터치스크린을 통해 장치 자체에서 직접 조작이 가능하므로 외부 PC 연결이 필요 없으면서도 모든 시스템 파라미터에 대한 완전한 제어가 유지됩니다.
2. 펠티에 온도 제어 모듈
MICROIPOWER VP의 핵심 혁신 기술 중 하나는 펠티에 기반의 열전 온도 제어 모듈로, 다음 기능을 제공합니다:
정밀한 온도 제어: 4°C ~ 80°C (±0.2°C)
외부 냉각수 공급원이 불필요함
기존 워터 재킷 방식 시스템 대비 에너지 소비 감소
열 관성 최소화를 통해 살균 사이클을 가속화
주변 환경 조건이 급격히 변화하더라도 안정적인 온도 조건을 유지
이 모듈은 재조합 단백질 발현, 백신 생산, 대사 흐름 분석과 같이 정밀한 온도 조절이 요구되는 응용 분야에 이상적입니다. 이 모듈은 전기 에너지를 직접 열 전달로 변환하는 펠티에 효과(Peltier effect)를 기반으로 작동하여 신속하고 정확한 온도 조정을 가능하게 합니다.
3. 고정밀 펌프식 펌프 시스템
MICROIPOWER VP 시스템의 각 컨트롤러는 최대 6개의 고정밀 펌프식 펌프를 지원하며, 이 펌프는 다음 용도로 설계되었습니다:
양방향 작동 및 속도 가변 작동(0–100% 듀티 사이클)
포도당, 염기, 공급 배지, 소포 억제제의 정밀 주입
공정 재현성을 보장하기 위한 자동 급여 전략
민감한 미생물 및 세포에 가해지는 전단 응력 최소화
간단한 구조로 인한 낮은 유지보수 요구 사항
이 펌프들은 고수율 미생물 발효 및 세포 배양에 필요한 정밀한 영양 공급을 유지하는 데 필수적입니다. 특히 전단에 민감한 미생물의 경우, 세포 생존력과 생산성을 확보하기 위해 일관되고 낮은 전단 유량이 매우 중요하므로, 이러한 응용 분야에 특히 적합합니다.
4. 영상 모니터링 및 원격 접근
MICROIPOWER VP는 고급 영상 모니터링 기능을 포함합니다:
생물반응기 용기 영상의 실시간 원격 조회
문서화 및 공정 모니터링을 위한 예약 촬영
실험 공정 및 데이터 관리를 위한 데스크톱 및 모바일 원격 접근
공정 제어 파라미터와의 연동을 통한 상관 관측
배양 조건을 상세히 관찰하기 위한 고해상도 영상
이 기능은 장기 실험 및 실험실에 대한 물리적 접근이 제한된 환경에서 특히 유용합니다. 이를 통해 연구자들은 배양 과정을 원격으로 모니터링하고, 잠재적 문제를 조기에 탐지하며, 실험실에 직접 출입하지 않고도 필요한 조정을 수행할 수 있습니다.
5. 가스 유량 제어 시스템
시스템의 가스 유량 제어는 질량 유량 조절기(MFC)에 의해 관리되며, 이는 다음 기능을 제공합니다:
정밀한 가스 유량 제어 지원: 0.3–2.0 vvm(분당 체적 가스 유속)
가스 유량에 대한 개별 제어 및 연속 혼합 모두 가능
오염 방지를 위해 무균 여과 시스템과 통합됨
효율적인 산소 전달을 위해 기체-액체 계면적을 최적화함
민감한 미생물에 가해지는 전단 응력을 줄이기 위해 기포 크기를 최소화함
이 고급 가스 제어 시스템은 미생물 발효부터 고밀도 세포 배양에 이르기까지 다양한 유형의 배양에 최적의 산화 조건을 보장합니다. 특히 산소 전달 효율(kLa)이 중요한 응용 분야, 예를 들어 고세포 밀도 미생물 배양 및 전단력에 민감한 동물 세포 배양 등에서 특히 유용합니다.
6. HMI 터치스크린 인터페이스
이 시스템의 인간-기계 인터페이스(HMI)는 10인치 산업용 터치스크린으로 다음 기능을 제공합니다:
** 주요 공정 매개변수**(온도, pH, 용존산소(DO), 교반 속도 등)**를 표시하고 조정할 수 있습니다**
온도, pH, 용존산소(DO)를 실시간으로 모니터링합니다
표준 운영 절차(SOP)에 신속하게 접근할 수 있도록 지원합니다
실험 프로토콜의 간편한 설정 및 수정이 가능합니다
즉각적인 공정 평가를 위한 데이터 시각화 도구를 제공합니다
산업용 등급의 HMI는 실험실 환경을 위해 설계되었으며, 먼지, 습기 및 기타 오염물질에 대한 내성을 제공합니다. 직관적인 인터페이스를 통해 신규 사용자의 학습 곡선을 단축시키면서도 숙련된 연구자에게는 고급 제어 기능을 제공합니다.
7. 모듈식 임펠러 시스템
MICROIPOWER VP는 다양한 배양 유형에 최적화된 다양한 임펠러를 제공합니다:
3날 임펠러: 일반적인 혼합 및 산소 전달에 이상적
6날 임펠러: 민감한 미생물을 위한 저전단 혼합 제공
8날 임펠러: 고전단 혼합 응용 분야에 최적화됨
제거용 임펠러: 배양 조건을 교란하지 않으면서 거품을 효과적으로 억제
임펠러 선택은 미생물 발효에서 고밀도 세포 배양에 이르기까지 특정 배양 조건에 맞게 맞춤화할 수 있습니다. 6개 블레이드 설계는 특히 마이크로캐리어 상의 부착세포 배양과 같이 전단에 민감한 응용 분야에 적합하며, 세포 생존율을 유지하기 위해 낮은 전단 혼합(≤60 rpm)이 필수적입니다.
8. 배플 어셈블리
옵션 배플 액세서리로 다음을 달성할 수 있습니다:
반응기 내 혼합 효율 향상
기체-액체 및 액체-액체 간 질량 전달 속도 향상
데드 존(dead zones) 감소 및 배양 균일성 향상
산소 전달 효율(kLa)을 30–40% 증가
배양 조건에 대한 벽면 효과 최소화
배플은 점도가 높은 배양 또는 마이크로캐리어를 이용한 부착세포 배양 시 특히 유용합니다. 배플은 임펠러 시스템과 함께 작동하여 반응기 내 유동 패턴을 최적화함으로써 영양분, 산소 및 세포의 균일한 분포를 보장합니다.
기술 사양
| 파라미터 |
사양 |
| 반응기 재질 |
고붕규산유리(Ra≤0.4μm 연마 처리된 내면) |
| 작동 용량 |
1 L, 2 L, 3 L, 5 L (SIP 가능: 121℃, 15–30분) |
| 높이대지름비(H:D) |
1:1.6(표준), 맞춤형 비율 가능 |
| 교반 시스템 |
상부 장착 임펠러, 50–1000 rpm(±1 rpm 정확도), AC 서보 모터 |
| 온도 조절 |
4°C ~ 80°C, ±0.2°C, 펠티에 열전소자(Peltier thermoelectric module) |
| pH 제어 |
0–14, ±0.01, 자동 염기/CO₂ 주입 기능 포함 |
| 용존 산소 (DO) |
0–200%, ±1%, O₂/N₂/공기 혼합 기능 포함 |
| 산기 시스템 |
심층 스파징, 0.3–2.0 vvm (질량 유량 조절기) |
| 가스 여과 |
0.2 μm PTFE 필터(입구: 37 mm; 배기구: 50 mm) |
| 급여 시스템 |
그룹당 4개의 임펠러 컨트롤러, 컨트롤러당 최대 6개의 고정밀 펌프형 펌프 |
|
양방향 작동 및 속도 가변 작동(0–100% 듀티 사이클) |
| 제어 시스템 |
분산형 아키텍처, 시스템당 최대 8개의 바이오리액터 지원 |
|
타사 PAT 장치와의 연동을 위한 표준 통신 프로토콜 |
|
외부 PC 없이 단일 시스템 제어 |
| 소프트웨어 기능 |
데이터 로깅, 감사 추적, 전자 서명 기능을 갖춘 SCADA |
|
다중 배치 데이터 조회 및 비교 |
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골든 배치 자동 실행 |
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통합 실험 계획법(DoE, Design of Experiments) |
|
타사 실험 계획법(DoE) 데이터 가져오기 지원 |
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다단계 사용자 권한 관리 |
|
사용자 정의 프로그램 개발을 위한 표준 API |
|
데이터 분석을 위한 Python 호환성 |
| 원격 접속 |
데스크톱 및 모바일 기기 지원 |
|
실시간 모니터링 및 제어 |
|
예약된 이미지 촬영 및 문서화 |
| 준수 |
GMP(2026) |
|
FDA 21 CFR Part 11 |
|
감사 추적 기능 |
왜 MICROIPOWER VP를 선택해야 하나요?
통합 운영 효율성: 단일 장치 인터페이스에서 동일한 조건으로 최대 8개의 실험을 동시에 실행
확장성: 클러스터 확장을 통해 시스템당 바이오리액터 수를 4개에서 8개로 확장 가능
정밀 제어: 실험실 친화적인 형식으로 산업용 수준의 정확도 제공
유연성: 미생물 발효 및 동물/곤충 세포 배양 모두 지원
사용자 친화적 설계: 10인치 산업용 터치스크린을 통해 장치 바로 옆에서 직접 조작 가능
데이터 중심 환경: 포괄적인 데이터 로깅 및 분석 도구 제공
규제 준수 준비 완료: 규제 환경에 적용되는 현재의 GMP 및 FDA 규정에 부합
비용 효율성: 올인원 설계로 외부 PC 연결이 불필요
응용 분야 및 과학적 가치
1. 미생물 발효
MICROIPOWER VP는 미생물 발효 공정을 정밀하게 제어하도록 설계된 장치로, 연구자들이 다양한 응용 분야에 걸쳐 성장 조건을 최적화하고 수율을 극대화할 수 있도록 지원합니다.
사례 연구:
락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 발효 최적화:
실시간 pH 제어(±0.01 정확도)를 통해 일관된 젖산 생산 달성
고정밀 펌프식 펌프(peristaltic pumps)를 활용한 탄소원 이용 효율 최적화
실험실 규모에서 산업 규모 생산까지 신뢰성 있게 확장 가능
아스페르길루스 오리자에(Aspergillus oryzae) 발효 공정 개발:
효소 생산량 극대화(예: 프로테아제, 아밀라제)
실험 계획법(Design of Experiments, DoE)을 활용한 성장 조건 최적화
일관된 성능을 위한 자동 급여 전략 적용
대장균(Escherichia coli) 고밀도 발효:
높은 광학 밀도(OD600 최대 120) 달성
일관된 용존 산소 농도 유지(>30%)
고급 모니터링을 위한 PAT 도구와의 통합
2. 세포 배양
MICROIPOWER VP는 동물 및 곤충 세포 배양, 즉 부유세포 및 부착세포 계통 모두에 매우 적합합니다.
사례 연구:
곤충 세포 배양(SF9, HSV-1):
고세포밀도 곤충 세포 배양 지원
최적의 단백질 발현을 위한 정밀한 온도 제어 구현
고급 모니터링을 위한 PAT 도구와의 통합
포유류 세포 배양(293T, CHO-K1):
고세포밀도 부유배양 달성
일관된 pH 및 용존 산소 농도 유지
일관된 성능을 위한 자동 급여 전략 적용
베로 세포 고밀도 현탁 배양:
고세포 밀도 달성(최대 1.5×10⁷ 세포/mL)
백신 생산 공정 지원
최적의 단백질 발현을 위한 정밀한 온도 제어 구현
마이크로캐리어 상의 부착세포 배양:
고밀도 부착세포 배양 지원(최대 10⁷ 세포/mL)
저전단 혼합 조건 적용(≤60 rpm)
고급 모니터링을 위한 PAT 도구와의 통합
고밀도 현탁 배양(293T, CHO-K1):
고세포 밀도 달성(최대 10⁹ 세포/mL)
재조합 단백질 생산 지원
최적의 단백질 발현을 위한 정밀한 온도 제어 구현
결론
MICROIPOWER VP는 병렬 바이오리액터 기술 분야에서 획기적인 진전을 이룬 제품으로, 산업용 시스템의 정밀성과 제어 능력을 실험실 기기의 편의성과 접근성과 결합하였다. 내장형 산업용 터치스크린을 갖춘 통합 설계로 조작이 간편해졌으며, 동시에 핵심 공정 파라미터에 대한 완전한 제어를 유지한다. 이 시스템은 최대 8개의 바이오리액터를 동시에 관리할 수 있어 고처리량 연구 및 공정 개발에 이상적인 선택이다.
외부 PC 연결의 복잡성을 피하면서 병렬 실험을 수행해야 하는 사용자에게 MICROIPOWER VP는 강력하고 사용자 친화적인 솔루션을 제공합니다. 펠티에 기반의 온도 조절, 고정밀 주입식 펌프, 고급 가스 유량 제어 등 정밀 제어 기능을 통해 모든 장치에서 일관된 성능을 보장합니다. 또한 GMP 및 FDA 21 CFR Part 11 규정을 준수하므로 규제 환경에서 바로 사용할 수 있습니다.
