Przegląd produktu
MICROIPOWER BP to laboratoryjny szklany system bioreaktorów równoległych przeznaczony do fermentacji mikrobiologicznej i bakteryjnej oraz hodowli komórek zwierzęcych i owadów. Bazuje na sprawdzonej konstrukcji MICROIPOWER07, ale został ulepszony dzięki technologii rozproszonego sterowania, zapewniając precyzję na poziomie przemysłowym w zwartej i przyjaznej użytkownikowi platformie. System umożliwia badaczom jednoczesną pracę z wieloma bioreaktorami za pośrednictwem jednego, zintegrowanego interfejsu, co znacznie poprawia efektywność badań oraz możliwości rozwoju procesów.
Kluczowe cechy
1. Architektura rozproszonego sterowania umożliwia zarządzanie dziesiątkami lub setkami bioreaktorów z jednego interfejsu
2. Moduł sterowania temperaturą oparty na efekcie Peltiera o szerokim zakresie: od 4 °C do 80 °C (±0,2 °C)
3. Wysokoprecyzyjne pompy perystaltyczne (do 6 na kontroler): działanie odwracalne i regulowane pod względem prędkości
4. Monitorowanie wideo w czasie rzeczywistym z możliwością zdalnego przeglądania oraz zaplanowanego przechwytywania obrazów
5. Sterownik przepływu masy (MFC) do precyzyjnej kontroli przepływu gazu
6. Przemysłowy dotykowy ekran HMI o przekątnej 10 cali do wyświetlania i regulacji parametrów
7. Dostępne w standardowych objętościach roboczych: 1 L, 2 L, 3 L oraz 5 L
8. Wiele typów wirników: trójłopatkowe, sześciolopatkowe, ośmiolopatkowe oraz wirniki przeciwpieniowe
9. Modułowa konstrukcja sterownika wirników: cztery sterowniki mogą być połączone w grupę, obsługując różne konfiguracje grupowe
10. Bogaty wybór akcesoriów adapterowych zapewniających kompatybilność z różnymi sterownikami, silnikami oraz innymi komponentami
11. Zintegrowane sterowanie na poziomie systemu dla urządzeń PAT stron trzecich (technologia analityczna procesu)
Przezroczysta naczynia ze szkła borokrzemowego umożliwiają wizualne monitorowanie w czasie rzeczywistym wzrostu mikroorganizmów lub komórek bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń optycznych, co czyni je idealnym rozwiązaniem do badań w dziedzinie biotechnologii farmaceutycznej, biologii syntetycznej oraz biotechnologii przemysłowej.
Filozofia projektowania
System MICROIPOWER BP zamyka lukę między badaniami akademickimi a produkcją przemysłową. Tradycyjne bioreaktory laboratoryjne często charakteryzują się słabą kontrolą parametrów, niską szybkością przenoszenia tlenu oraz zmiennością wyników między partiami — czynniki te utrudniają skalowanie procesu.
Ten system rozwiązuje te wyzwania poprzez połączenie:
1. Przezroczystości optycznej i obojętności chemicznej szkła
2. Niezawodnej architektury sterowania charakterystycznej dla przemysłowego przetwarzania biologicznego
3. Technologii rozproszonego sterowania umożliwiającej pracę równoległą
Dostępny w standardowych objętościach roboczych 1 L, 2 L, 3 L i 5 L — z możliwością zamówienia niestandardowych rozmiarów — system MICROIPOWER BP obsługuje całą gamę zadań, od selekcji szczepów po walidację procesów przed wprowadzeniem do produkcji zgodnej z zasadami GMP. Jego modułowa konstrukcja umożliwia skalowalne rozbudowywanie, spełniając potrzeby zarówno małych laboratoriów badawczych, jak i dużych zakładów biotechnologicznych.
Główne innowacje techniczne
1. Technologia rozproszonego sterowania
System MICROIPOWER BP wprowadza rewolucyjną architekturę rozproszonego sterowania, która pozwala użytkownikom na:
1. Obsługa wielu bioreaktorów jednocześnie z jednego interfejsu
2. Skalowanie od 4 do setek bioreaktorów poprzez rozbudowę klastra
3. Integracja urządzeń PAT firm trzecich za pośrednictwem standardowych protokołów komunikacyjnych
4. Zdalny dostęp do eksperymentów i ich zarządzanie z komputerów stacjonarnych lub urządzeń mobilnych
5. Zapewnienie spójnej wydajności we wszystkich jednostkach dzięki ustandaryzowanym algorytmom sterowania
6. Przeprowadzanie porównań partii oraz optymalizacji przy użyciu narzędzi do analizy danych z wielu partii
Ta technologia jest szczególnie odpowiednia do badań wysokoprzepustowych, rozwoju procesów oraz badań walidacyjnych, w których kluczowe znaczenie mają spójność i skalowalność.
2. Moduł kontrolujący temperaturę z wykorzystaniem efektu Peltiera
Kluczowym innowacją w urządzeniu MICROIPOWER BP jest oparty na efekcie Peltiera termoelektryczny moduł kontroli temperatury, który:
1. Zapewnia precyzyjną kontrolę temperatury w zakresie od 4°C do 80°C (±0,2°C)
2. Eliminuje potrzebę zewnętrznego zasilania wodą chłodzącą
3. Zmniejsza zużycie energii w porównaniu do tradycyjnych systemów obiegu wody chłodzącej
4. Przyspiesza cykle sterylizacji poprzez minimalizację bezwładności cieplnej
5. Zapewnia stabilne warunki temperaturowe nawet przy szybkich zmianach warunków środowiskowych
Ten moduł jest idealny w zastosowaniach wymagających precyzyjnej regulacji temperatury, takich jak ekspresja białek rekombinowanych, produkcja szczepionek oraz analiza przepływu metabolicznego.
3. System wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych
Każdy kontroler w systemie MICROIPOWER BP obsługuje do 6 wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych, zaprojektowanych do:
1. Odwracalnej pracy z regulowaną prędkością (cykl pracy od 0 do 100%)
2. Precyzyjnego dozowania glukozy, roztworu zasadowego, pożywki i środków przeciwpieniących
3. Zautomatyzowanych strategii dozowania zapewniających powtarzalność procesu
4. Minimalne naprężenie ścinające działające na wrażliwe mikroorganizmy i komórki
5. Niskie wymagania serwisowe dzięki prostemu projektowi
Te pompy są niezbędne do zapewnienia precyzyjnego zaopatrzenia w składniki odżywcze wymaganego przy fermentacji mikrobiologicznej o wysokiej wydajności oraz hodowlach komórkowych.
4. Monitorowanie wideo i zdalny dostęp
MICROIPOWER BP wyposażony jest w zaawansowane funkcje monitorowania wideo:
1. Przesyłanie obrazów naczynia bioreaktora w czasie rzeczywistym z dostępu zdalnego
2. Zaplanowane robienie zdjęć w celu dokumentacji i monitorowania procesu
3. Zdalny dostęp z komputerów stacjonarnych i urządzeń mobilnych do zarządzania przebiegiem eksperymentów oraz danymi
4. Integracja z parametrami sterowania procesem w celu skorelowanych obserwacji
5. Obrazowanie w wysokiej rozdzielczości umożliwiające szczegółową obserwację warunków hodowli
Ta funkcja jest szczególnie przydatna w przypadku długotrwałych eksperymentów oraz podczas pracy w środowiskach, w których dostęp fizyczny do laboratorium jest ograniczony.
5. System sterowania przepływem gazu
Sterowanie przepływem gazu w systemie realizowane jest za pomocą kontrolera przepływu masowego (MFC), który:
1. Zapewnia precyzyjną kontrolę przepływu gazu: 0,3–2,0 vvm (objętościowa prędkość przepływu gazu na minutę)
2. Pozwala na niezależne sterowanie poszczególnymi przepływami gazu oraz na ciągłe mieszanie przepływów gazów
3. Integruje się z systemami sterylnej filtracji w celu zapobiegania zanieczyszczeniom
4. Optymalizuje powierzchnię interfejsu gaz-ciecz w celu efektywnego transferu tlenu
5. Minimalizuje rozmiar pęcherzyków, aby zmniejszyć naprężenia ścinające działające na wrażliwe organizmy
Ten zaawansowany system sterowania przepływem gazu zapewnia optymalne warunki natleniania dla różnych typów hodowli – od fermentacji mikrobiologicznej po hodowlę komórkową w wysokiej gęstości.
6. Interfejs dotykowy HMI
Komputer All-In-One PC+ sterownik PLC firmy Siemens:
1. Wyświetla i umożliwia regulację kluczowych parametrów procesu
2. Zapewnia monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury, pH oraz rozpuszczonego tlenu
3. Umożliwia szybki dostęp do standardowych procedur operacyjnych (SOP)
4. Pozwala na łatwe konfigurowanie i modyfikowanie protokołów eksperymentalnych
5. Oferta narzędzi wizualizacji danych do natychmiastowej oceny procesu
Intuicyjny interfejs zmniejsza krzywą uczenia się dla nowych użytkowników, jednocześnie zapewniając zaawansowane funkcje sterowania doświadczonego personelu badawczego.
7. Modułowy system wirników
MICROIPOWER BP oferuje zestaw wirników zoptymalizowanych do różnych typów hodowli:
1. Wirnik trójłopatkowy: idealny do ogólnego mieszania i transferu tlenu
2. Wirnik z sześcioma łopatkami: Zapewnia mieszanie o niskim ścinaniu dla wrażliwych organizmów
3. Wirnik z ośmioma łopatkami: Zoptymalizowany do zastosowań wymagających mieszania o wysokim ścinaniu
4. Wirnik przeciwpieniący: Skuteczny w kontrolowaniu piany bez zakłócania warunków hodowli
Wybór wirnika może być dopasowany do konkretnych wymagań danej hodowli – od fermentacji mikrobiologicznej po hodowle komórkowe o wysokiej gęstości.
8. Zestaw przesłon
Opcjonalne akcesoria przesłon są dostępne w celu:
1. Poprawy wydajności mieszania w naczyniu
2. Wzmacniania szybkości przenoszenia masy między fazą gazową i ciekłą oraz między fazami ciekłymi
3. Zmniejszenia stref martwych i poprawy jednorodności hodowli
4. Zwiększenia wydajności przenoszenia tlenu (kLa) o 30–40%
5. Zminimalizowanie wpływu ścian naczynia na warunki hodowli
Baffle’y są szczególnie przydatne w hodowlach o wysokiej lepkości lub podczas stosowania mikronosników w hodowlach komórek przyczepnych.
Specyfikacje techniczne
| Parametry |
Specyfikacja |
| Materiał naczynia |
Wysokoborosilikatowego szkła |
| Objętości robocze |
1 L, 2 L, 3 L, 5 L |
| Stosunek wysokości do średnicy (H:D) |
01:01.6 |
| System mieszania |
Mieszadło montowane od góry, 50–1000 obr/min (±1 obr/min), silnik prądu przemiennego z serwonapędem |
| Kontrola temperatury |
4°C do 80°C, ±0,2°C, moduł termoelektryczny Peltiera |
| kontrola pH |
0–14, ±0,01, z automatycznym dozowaniem zasady/CO₂ |
| Tlen Rozpuszczony (DO) |
0–200%, ±1%, z mieszaniem O₂/N₂/powietrza |
| System napowietrzania |
Głębokie wprowadzanie gazu, 0,3–2,0 vvm (regulator przepływu masowego) |
| Filtracja gazu |
filtry PTFE o średnicy porów 0,2 μm (wejście: 37 mm; wyjście: 50 mm) |
| System zasilania |
4 sterowniki wirników na grupę, do 6 wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych na sterownik |
| Zmiana kierunku obrotów i regulacja prędkości (cykl pracy od 0 do 100%) |
| System sterowania |
Architektura rozproszona, obsługa nieograniczonej liczby urządzeń |
| Standardowe protokoły komunikacyjne umożliwiające integrację z zewnętrznymi urządzeniami PAT |
| Funkcje Oprogramowania |
System SCADA z rejestrowaniem danych, śladem audytowym oraz elektronicznym podpisem |
| Widok i porównanie danych z wielu partii |
| Automatyczne uruchamianie partii złotych próbek |
| Zintegrowane DoE (projektowanie eksperymentów) |
| Obsługa importu danych DoE od stron trzecich |
| Zarządzanie uprawnieniami użytkowników na wielu poziomach |
| Standardowy interfejs API do tworzenia niestandardowych programów |
| Zgodność z językiem Python do analizy danych |
| Dostęp zdalny |
Obsługa urządzeń stacjonarnych i mobilnych |
| Monitoring i kontrola w czasie rzeczywistym |
| Harmonogramowane przechwytywanie obrazów i dokumentacja |
| Zgodność |
GMP (2026) |
| FDA 21 CFR Part 11 |
| Funkcja śladu audytowego |
Dlaczego wybrać MICROIPOWER BP?
1. Wydajność pracy równoległej: przeprowadzanie wielu eksperymentów jednocześnie w stałych warunkach
2. Skalowalność: rozbudowa od 4 do setek bioreaktorów poprzez konfigurację klastra
3. Precyzyjna kontrola: dokładność na poziomie przemysłowym w formacie przyjaznym dla laboratorium
4. Elastyczność: obsługa zarówno fermentacji mikrobiologicznej, jak i hodowli komórek zwierzęcych/człowieka oraz owadów
5. Dostęp zdalny: monitorowanie i zarządzanie eksperymentami z dowolnego miejsca
6. Środowisko bogate w dane: kompleksowe narzędzia do rejestrowania i analizy danych
7. Gotowość do zgodności: zgodność z obowiązującymi przepisami GMP oraz wymaganiami FDA dla środowisk regulowanych
8. Opłacalność: wysoka wydajność bez wysokich kosztów systemów przemysłowych
MICROIPOWER BP to nie tylko narzędzie – to kompleksowa platforma wspierająca rozwój Państwa programów badań i rozwoju.
Zastosowania i wartość naukowa
1. Fermentacja mikrobiologiczna
MICROIPOWER BP doskonale sprawdza się w zastosowaniach fermentacji mikrobiologicznej, w tym:
1. Opracowywanie i optymalizacja szczepów
2. Kultury mikrobiologiczne o wysokiej gęstości w celu maksymalizacji wydajności
3. Opracowywanie procesów fermentacyjnych
4. Modelowanie skali pomniejszonej do walidacji procesu
5. Monitorowanie i kontrola procesu
Typowe przypadki badawcze:
Optymalizacja warunków hodowli Lactobacillus casei w bioreaktorach równoległych
Optymalizacja procesów fermentacji Aspergillus oryzae
Rozwój kultury Escherichia coli w wysokiej gęstości
2. Kultura komórkowa
Jedną z największych zalet MICROIPOWER BP jest jego uniwersalność w obsłudze różnych formatów hodowli komórkowych:
1. Hodowla komórek zawiesinowych: komórki owadzie SF9, komórki HEK293 i inne
2. Hodowla komórek przyczepnych: komórki Vero, komórki MDCK oraz inne linie komórkowe przyczepne
3. Hodowla komórek w trybie perfuzji: perfuzyjna hodowla komórek Vero w wysokiej gęstości z użyciem mikronośników
4. Produkcja wirusów: HSV-1 oraz inne wektory wirusowe
5. Opracowywanie przeciwciał: produkcja i optymalizacja przeciwciał monoklonalnych
6. Produkcja egzosomów: generowanie egzosomów w zdefiniowanych warunkach
7. Hodowla komórek w wysokiej gęstości: komórki 293T przy zoptymalizowanych warunkach ścinania
8. Kultura perfuzyjna z użyciem mikronośników: Perfuzja komórek Vero w wysokiej gęstości z wykorzystaniem mikronośników
Integracja i rozbudowa systemu
1. Konfiguracja kontrolera
System MICROIPOWER BP wykorzystuje modułową konstrukcję kontrolera, która umożliwia:
1. Połączenie czterech kontrolerów w jeden klaster, przy czym każdy obsługuje do 6 precyzyjnych pomp perystaltycznych
2. Obsługę oprogramowania dla nieograniczonej liczby urządzeń pod kątem zarządzania i sterowania
3. Skalowalność systemu do dziesiątek, a nawet setek bioreaktorów
4. Elastyczne konfiguracje klastrów dostosowane do potrzeb badawczych różnego zakresu
2. Integracja urządzeń PAT stron trzecich
System obsługuje integrację z różnymi urządzeniami PAT stron trzecich, w tym:
1. Analizatory gazów: Monitorowanie w czasie rzeczywistym składu gazów odpadowych
2. Automatyczne systemy pobierania próbek: Programowalne pobieranie próbek do analizy procesu
3. Systemy ważenia dawek: Precyzyjna kontrola dodawania surowców w celu zapewnienia stabilnych warunków hodowli
4. Ultra-wydajna chromatografia cieczowa (UPLC): Analiza o wysokiej rozdzielczości nadosadów hodowlanych
5. Spektrometry Ramana: Monitorowanie in situ procesów metabolicznych
Ta możliwość integracji likwiduje „wyspy danych”, umożliwiając badaczom:
1. Uzyskiwanie i analizę kluczowych parametrów procesu w czasie rzeczywistym
2. Optymalizację warunków hodowli na podstawie danych w czasie rzeczywistym
3. Poprawę efektywności badań oraz przyspieszenie rozwoju procesu
4. Zapewnienie wiarygodnej podstawy do skalowania procesu w produkcji przemysłowej
3. Konfiguracja systemu mieszania
System mieszania w tym urządzeniu charakteryzuje się dużą uniwersalnością i obsługuje:
1. Tryby mieszania mechanicznego oraz magnetycznego
2. Dobór różnych typów wirników w zależności od wymagań procesowych
3. Precyzyjną kontrolę prędkości mieszania (50–1000 obr./min)
4. Minimalizację naprężeń ścinających działających na wrażliwe komórki i mikroorganizmy
5. Optymalizację przenoszenia masy oraz wydajności mieszania
Zalecenia dotyczące optymalizacji systemu mieszania:
1. Dla lini komórkowych wrażliwych na ścinanie, takich jak komórki 293T, należy stosować wirnik z 6 lub 8 łopatkami i utrzymywać prędkość mieszania poniżej 80 obr./min
2. W przypadku kultur na nośnikach mikrocząsteczkowych należy używać wirnika z 8 łopatkami oraz zoptymalizować parametry mieszania w celu osiągnięcia optymalnej zawiesiny
3. Dla fermentacji mikrobiologicznej o wysokiej gęstości można zastosować mieszadło trójłopatkowe przy umiarkowanym zwiększeniu prędkości mieszania w celu poprawy transferu tlenu
Funkcje Oprogramowania
System MICROIPOWER BP jest wyposażony w zaawansowaną platformę oprogramowania, która zapewnia:
1. Architekturę rozproszoną: obsługuje zsynchronizowaną kontrolę wielu grup urządzeń
2. Monitorowanie i regulację parametrów w czasie rzeczywistym: zapewnia stabilne warunki hodowli
3. Sterowanie konfigurowalne i kaskadowe: dostosowuje się do różnorodnych wymagań hodowlanych
4. Wielopartiiowe przeglądanie i porównywanie danych z partii: ułatwia optymalizację parametrów
5. Automatyczne uruchamianie tzw. partii wzorcowej (golden batch): zwiększa wydajność badań
6. Wbudowane DoE (Design of Experiments – planowanie eksperymentów): wspiera systemową optymalizację procesu
7. Zarządzanie uprawnieniami użytkowników na wielu poziomach oraz ślad audytowy: zapewnia integralność danych
8. Standardowy interfejs API: umożliwia rozwijanie niestandardowych programów
9. Możliwość zdalnego dostępu: zarządzanie eksperymentami i danymi z komputerów stacjonarnych lub urządzeń mobilnych
Ta platforma oprogramowania została zaprojektowana w celu:
1. Uproszczenia przepływów pracy związanych z projektowaniem i wykonywaniem eksperymentów
2. Zapewnienia kompleksowych narzędzi do rejestracji danych i ich analizy
3. Wsparcia płynnego przejścia od etapu odkrywania do produkcji
4. Zapewnienia zgodności ze standardami GMP oraz przepisami FDA 21 CFR część 11
5. Oferowania elastycznego zarządzania uprawnieniami oraz bezpieczeństwa danych
Podsumowanie zalet
Bioreaktor MICROIPOWER BP oferuje kilka kluczowych zalet w porównaniu z tradycyjnymi jednopojemnikowymi bioreaktorami:
1. Praca równoległa: jednoczesne przeprowadzanie wielu eksperymentów
2. Skalowalność: Rozszerzanie od małych do dużych skal z pełnym zaufaniem
3. Precyzyjna kontrola: dokładność na poziomie przemysłowym w formacie przyjaznym dla laboratorium
4. Elastyczność: obsługa zarówno fermentacji mikrobiologicznej, jak i hodowli komórek zwierzęcych/człowieka oraz owadów
5. Dostęp zdalny: monitorowanie i zarządzanie eksperymentami z dowolnego miejsca
6. Środowisko bogate w dane: kompleksowe narzędzia do rejestrowania i analizy danych
7. Zgodność z przepisami: Zgodny z obecnymi wytycznymi GMP oraz przepisami FDA
8. Opłacalność: wysoka wydajność bez wysokich kosztów systemów przemysłowych
9. Łatwość obsługi: Intuicyjny interfejs umożliwia szybkie skonfigurowanie i uruchomienie urządzenia
10. Solidna konstrukcja: Trwała budowa zapewniająca długotrwałe użytkowanie w środowiskach badawczych
PRZYRĘKŁA DO WYBORU PRODUKTÓW
Przy wyborze odpowiedniej konfiguracji MICROIPOWER BP do potrzeb swoich badań należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
1. Pojemność naczynia: Wybierz pojemność 1 L, 2 L, 3 L lub 5 L w zależności od skali eksperymentu
2. System mieszania: Wybierz odpowiedni silnik mieszający i wirówkę w zależności od typu kultury
3. Sterowanie temperaturą: Moduł Peltiera oferuje szeroki zakres regulacji temperatury od 4°C do 80°C
4. Sterowanie gazem: Regulator przepływu masy umożliwia precyzyjną regulację przepływu gazu
5. System dozowania: Wysokoprecyzyjne pompy perystaltyczne wspierają różnorodne strategie dozowania
6. Wymagania monitoringu: Monitorowanie wideo jest idealne dla eksperymentów wymagających obserwacji wizualnej
Potrzeby rozbudowy: Architektura rozproszona wspiera skalowalność systemu w przyszłości
