Tehniskie parametri (bioloģiskie parametri)
| Parametrs |
Specifikācija |
| Materiāls |
316L nerūsējošais tērauds |
| DARBA APJOMS |
20 L – 5000 L |
| Piemērotās šūnu tipi |
Suspensijai pielāgotas šūnu līnijas (piemēram, CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Šūnu blīvuma diapazons |
1–10 × 10⁶ šūnas/mL (tipisks darba diapazons: 5–7 × 10⁶ šūnas/mL) |
| Kultivēšanas režīmi |
Partijveida, papildināmā partijveida, perfūzijas |
| Apstrādes sistēma |
Apakšēji novietots magnētiskais piedziņas mehānisms; 20–200 apgr./min (±1 apgr./min); maiņstrāvas servomotors |
| Ceturtņa tips |
Jūras tipa maisītāja ratu disks (zema šķērsvirziena slodze, augsta maisīšanas efektivitāte) |
| Jaudas ievade uz tilpumu (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Temperatūras kontrolēšana |
5–60 °C, ±0,1 °C (dubultā PID kontrole ar apvalku) |
| pH kontrole |
Diapazons: 2–12; precizitāte: ±0,01; bāzes/CO₂ automātiska dozēšana |
| Šķīstošo skābekli (DO) |
0–200 %, ±1 %; gāzu maisījums ar O₂, N₂ un gaisu |
| Aerācijas gāzes |
Gaisa, O₂, N₂, CO₂ |
| Aerācijas režīmi |
Dziļa gāzes padeve un virsmas aerācija |
| Aerācijas plūsmas ātrums |
0,3–2,0 vvm (gāzes tilpums uz vidēs tilpumu minūtē) |
| Masstabējamība |
Līdz 5000 L; mērogošana, pamatojoties uz bezmērvienības parametriem (P/V, Re, vvm) |
| Nosēšanas tehnoloģija |
Magnetiskā šķidruma blīvējuma savienojums (nulles noplūde, bezapkopjams, sterils) |
| Kontroles sistēma |
Autonomais rūpnieciskais vadības ierīce (nav nepieciešams ārējs dators); atbalsta attālinātu piekļuvi, izmantojot viedtālruni vai datoru |
| Automatizācijas funkcijas |
Iebūvēta DoE (eksperimentu plānošanas) atbalsta funkcija; automatizētas barošanas stratēģijas; daudzpumpju vadība (līdz 6 pumpi vienā vadības ierīcē × 4 kanāli) |
| Barošanas pārtraukuma aizsardzība |
Automātiska restartēšanās ar parametru atjaunošanu |
| Sterilizācija |
Sav совmesta ar sterilizāciju vietā (SIP) |
Galvenās bioloģiskās priekšrocības
1. Augsta šūnu blīvuma un ražīguma pakāpe:
Sistēmas optimizēta masa un siltuma pārnese nodrošina šūnu blīvumu līdz 10⁷ šūnām/ml — 10–20 reizes augstāku nekā parastajos satricināmajos traukos — būtiski palielinot produkta iznākumu.
2. Uzticama mērogojamība:
Procesa mērogošana balstās uz bezmērvienīgiem parametriem (P/V, Re, vvm), nodrošinot vienveidīgu darbību no laboratorijas mēroga līdz 2000 L rūpnieciskajam mērogam. Mērogošanas validācijai nepieciešamas trīs secīgas partijas, kurās partijas starpība šūnu blīvumā un titrā ir mazāka par 10%.
3. Precīza vides kontrole:
Temperatūra: ±0,1 °C
pH: ±0,01
DO: ±1 %
Atbilst stingrām prasībām jutīgiem bioloģiskiem procesiem.
4. Augsta caurlaide procesu optimizācijai:
Iebūvētā eksperimentu plānošanas (DoE) funkcionalitāte ļauj vienlaicīgi optimizēt vairākus parametrus, ievērojami saīsinot procesa izstrādes termiņus.
5. Industriālā mēroga pielāgojamība:
Izstrādājumā izmantota fiksētā gultnas konstrukcija un magnētiskā šķidruma noslēgšanas tehnoloģija, kas nodrošina sistēmas stabilitāti, sterilitāti, nulles noplūdi, beznodiluma darbību un ekspluatāciju bez apkopes mērogošanas laikā.
6. Pilnīga automatizācija:
Darbojas bez ārēja datora; atbalsta attālinātu uzraudzību un vadību, izmantojot internetā savienotus ierīces (smartfona vai datora). Ietver automatizētas barošanas stratēģijas izpildi.
7. Strāvas padeves pārtraukuma aizsardzība:
Aprīkots ar automātisku restartēšanu pēc strāvas padeves pārtraukuma, atjaunojot visus vadības parametrus līdz pirms pārtraukuma bijušajiem nosacījumiem, lai nodrošinātu nepārtrauktas ilgstošas kultūras.
Lietojuma jomas 1. Monoklonālo antivielu ražošana:
Atbalsta augstas blīvuma suspensijas kultūru CHO šūnām. 500 L mērogā sasniedz OD₆₀₀ > 300 un skābekļa pārnešanas koeficientu (kLa) līdz 675 h⁻¹, būtiski palielinot monoklonālo antivielu iznākumu.
2. Rekombinānto olbaltumvielu ekspresija:
Precīza temperatūras kontrole (4–80 °C) un pH regulēšana optimizē ekspresijas apstākļus olbaltumvielām, piemēram, insulīnam un augšanas hormoniem.
3. Vīrusu vektoru ražošana:
Piemērots adenovīrusa, AAV utt. suspensijas kultūrai. Optimizēta maisīšana (60–80 apgr./min) un gaisošana (0,5–1,5 vvm) uzlabo vīrusu titru.
4. Augstas blīvuma mikrobiālā fermentācija:
Piemērojams E. coli un raugiem, atbalsta OD₆₀₀ > 300, ideāls antibiotiku un rekombināntu olbaltumvielu ražošanai.
Procesa optimizācijas ieteikumi
1. Maisīšanas optimizācija:
o Sākt ar 60–80 apgr./min.
o Kad šūnu blīvums pārsniedz 5 × 10⁶ šūnas/mL, samazināt līdz 40–60 apgr./min., lai minimizētu šūnu mehānisko bojājumu.
2. Barošanas stratēģija:
Izmantot automatizētus barojamās partijas vai perfūzijas sistēmas ar reāllaika pielāgošanu, pamatojoties uz metabolītiem (piemēram, glikozi, laktātu). Katrs no četriem kontrolieriem var vadīt līdz sešiem augstas precizitātes peristaltiskajiem sūkņiem, ļaujot realizēt sarežģītas daudzposmu vai daudzu uzturvielu barošanas shēmas.
3. Šķīdušā skābekļa kontrole:
Uzturēt DO līmeni 30–50 % augstas blīvuma fāzēs. Atbilstoši pielāgot vvm (0,3–2,0) un maisīšanas ātrumu (50–100 apgr./min.). Augstas skābekļa patēriņa šūnām izmantot divkāršu aerācijas režīmu: dziļu gāzes ievadi sterilizācijas laikā un virsmas aerāciju kultivēšanas laikā.
4. Perfūzijas kultūras uzstādīšana: Izmantojiet šūnu uzglabāšanas ierīci, lai uzturētu šūnu blīvumu 5–7 × 10⁶ šūnas/mL. Sāciet perfūzijas ātrumu 0,1–0,3 reaktora tilpumi dienā un palieliniet to līdz 0,5–1,0 tilpumiem dienā, kad šūnu blīvums pieaug.
5. Mēroga palielināšanas validācija:
Uzturiet P/V = 30 W/m³, pielāgojot maisītāja diametru un apgriezienu skaitu. Veiciet 3–5 pilot partijas, lai savāktu datus par temperatūru, pH, DO, šūnu blīvumu un titeru, nodrošinot uzticamu mēroga palielināšanas modelēšanu.
6. Sterilitātes nodrošināšana:
Magnētiskās šķidruma blīves nodrošina sterilitāti maisītāja vārpstas savienojumā. Vienmēr ievērojiet asceptiskās ekspluatācijas procedūras un regulāri veiciet sistēmas integritātes pārbaudes un sterilizācijas validāciju.
