Przegląd produktu
MICROIPOWER VP to laboratoryjny szklany system bioreaktorów równoległych przeznaczony do fermentacji mikrobiologicznej i bakteryjnej oraz hodowli komórek zwierzęcych i owadzich. Bazuje na sprawdzonej konstrukcji MICROIPOWER07, ale został ulepszony dzięki technologii rozproszonego sterowania, zapewniając precyzję na poziomie przemysłowym w zwartej i przyjaznej dla użytkownika platformie. System umożliwia badaczom jednoczesną pracę z wieloma bioreaktorami za pośrednictwem jednolitego interfejsu, znacznie zwiększając wydajność badań oraz możliwości rozwoju procesów.
Kluczowe cechy
Zintegrowana konstrukcja szklanego bioreaktora z wbudowanym przemysłowym ekranem dotykowym HMI
Architektura rozproszonego sterowania pozwalająca zarządzać do 8 bioreaktorami na jeden system
Moduł sterowania temperaturą oparty na efekcie Peltiera o szerokim zakresie: od 4 °C do 80 °C (±0,2 °C)
Wysokoprecyzyjne pompy perystaltyczne (do 6 na kontroler): działanie odwracalne i regulowane pod względem prędkości
Monitorowanie wideo w czasie rzeczywistym z możliwością zdalnego przeglądania i zaplanowanego przechwytywania obrazów
Modułowy system wirników: wirniki trójłopatkowe, sześciolopatkowe, ośmiolopatkowe oraz przeciwpieniowe
Dostępne w standardowych objętościach roboczych: 1 L, 2 L, 3 L i 5 L
Bogata kolekcja akcesoriów adapterowych zapewniająca kompatybilność z różnymi kontrolerami, silnikami oraz innymi komponentami
Zintegrowane sterowanie na poziomie systemu dla urządzeń PAT stron trzecich (technologia analityczna procesowa)
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
Bioreaktor MICROIPOWER VP wypełnia lukę między badaniami akademickimi a produkcją przemysłową. Tradycyjne bioreaktory laboratoryjne często charakteryzują się słabą kontrolą parametrów, niskimi szybkościami transferu tlenu oraz zmiennością wyników między partiami — czynnikami utrudniającymi skalowanie procesu.
Ten system rozwiązuje te wyzwania poprzez połączenie:
Doskonała przejrzystość optyczna i obojętność chemiczna szkła
Solidna architektura sterowania w przemyślowym bioprocesowaniu
Rozproszona technologia sterowania do pracy równoległej
Dostępny w standardowych objętościach roboczych 1 L, 2 L, 3 L oraz 5 L; możliwe zamówienia niestandardowych rozmiarów. MICROIPOWER VP obsługuje całą gamę zadań – od selekcji szczepów po walidację procesu przed wprowadzeniem do produkcji zgodnej z zasadami GMP. Zintegrowana konstrukcja umożliwia skalowalne rozbudowywanie systemu, spełniając potrzeby zarówno małych laboratoriów badawczych, jak i dużych zakładów biotechnologicznych.
Główne innowacje techniczne
1. Zintegrowana konstrukcja systemu
MICROIPOWER VP wprowadza rewolucyjną, zintegrowaną konstrukcję systemu, która pozwala użytkownikom na:
Jednoczesną pracę z maksymalnie 8 bioreaktorami za pomocą pojedynczego interfejsu wbudowanego w urządzenie
Lokalny dostęp do eksperymentów i ich zarządzanie za pośrednictwem wbudowanego przemysłowego ekranu dotykowego
Zapewnienie spójnej wydajności we wszystkich jednostkach dzięki znormalizowanym algorytmom sterowania
Wykonuj porównania i optymalizację partii za pomocą narzędzi do analizy danych wielopartii
Uprość układ laboratorium dzięki kompaktowej konstrukcji odpowiedniej do użytku na powierzchni stołu laboratoryjnego
Ta konstrukcja jest szczególnie odpowiednia do wysokoprzepustowego badania przesiewowego, opracowywania procesów oraz badań walidacyjnych, w których kluczowe znaczenie mają spójność i skalowalność. Zintegrowany ekran dotykowy umożliwia bezpośrednią, lokalną obsługę urządzenia, eliminując potrzebę połączenia z zewnętrznym komputerem PC przy jednoczesnym pełnym kontrolowaniu wszystkich parametrów systemu.
2. Moduł kontrolujący temperaturę z wykorzystaniem efektu Peltiera
Kluczowym innowacją w urządzeniu MICROIPOWER VP jest oparty na efekcie Peltiera termoelektryczny moduł sterowania temperaturą, który:
Zapewnia precyzyjną kontrolę temperatury: od 4°C do 80°C (±0,2°C)
Eliminuje potrzebę zewnętrznego zasilania wodą chłodzącą
Zmniejsza zużycie energii w porównaniu do tradycyjnych systemów z obiegiem wody chłodzącej
Przyspiesza cykle sterylizacji poprzez minimalizację bezwładności cieplnej
Zapewnia stabilne warunki temperaturowe nawet podczas szybkich zmian warunków środowiskowych
Ten moduł jest idealny do zastosowań wymagających precyzyjnej regulacji temperatury, takich jak ekspresja białek rekombinowanych, produkcja szczepionek oraz analiza przepływu metabolicznego. Działa on na zasadzie efektu Peltiera, w którym energia elektryczna jest bezpośrednio przekształcana w przenoszenie ciepła, umożliwiając szybkie i dokładne korekty temperatury.
3. Wysokoprecyzyjny system pomp perystaltycznych
Każdy kontroler w systemie MICROIPOWER VP obsługuje do 6 wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych, zaprojektowanych do:
Działania odwracalnego i o zmiennej prędkości (cykl pracy od 0 do 100%)
Precyzyjnego dozowania glukozy, roztworu zasadowego, pożywki oraz środków przeciwpieniących
Zautomatyzowanych strategii dozowania zapewniających powtarzalność procesów
Minimalnego naprężenia ścinającego wrażliwe mikroorganizmy i komórki
Niskich wymagań serwisowych wynikających z prostoty konstrukcji
Te pompy są niezbędne do zapewnienia precyzyjnego zaopatrzenia w składniki odżywcze wymaganego przy fermentacji mikrobiologicznej i hodowli komórkowej o wysokiej wydajności. Są szczególnie odpowiednie do zastosowań z udziałem organizmów wrażliwych na siły ścinające, gdzie stały przepływ o niskim stopniu ścinania jest kluczowy dla przeżywalności komórek oraz ich produktywności.
4. Monitorowanie wideo i zdalny dostęp
MICROIPOWER VP wyposażony jest w zaawansowane funkcje monitorowania wideo:
Rzeczywisty czas wyświetlania obrazów naczynia bioreaktora w trybie zdalnym
Zaplanowane robienie zdjęć w celach dokumentacyjnych oraz monitorowania procesu
Zdalny dostęp z komputerów stacjonarnych i urządzeń mobilnych do zarządzania procesami eksperymentalnymi oraz danymi
Integracja z parametrami sterowania procesem w celu skorelowanych obserwacji
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. Pozwala badaczom monitorować rozwój kultury, wcześnie wykrywać potencjalne problemy oraz wprowadzać niezbędne korekty bez konieczności obecności fizycznej w laboratorium.
5. System sterowania przepływem gazu
Sterowanie przepływem gazu w systemie realizowane jest za pomocą kontrolera przepływu masowego (MFC), który:
Zapewnia precyzyjną kontrolę przepływu gazu: 0,3–2,0 vvm (objętościowa prędkość przepływu gazu na minutę)
Umożliwia zarówno indywidualną kontrolę, jak i ciągłe mieszanie przepływów gazów
Integruje się z systemami sterylnej filtracji w celu zapobiegania zanieczyszczeniom
Optymalizuje powierzchnię interfejsu gaz-ciecz w celu efektywnego transferu tlenu
Minimalizuje rozmiar pęcherzyków, aby zmniejszyć naprężenia ścinające działające na wrażliwe organizmy
Ten zaawansowany system sterowania gazem zapewnia optymalne warunki aerasji dla różnych typów kultur, od fermentacji mikrobiologicznej po kultury komórkowe o wysokiej gęstości.
6. Interfejs dotykowy HMI
Interfejs człowiek-maszyna (HMI) systemu to przemysłowy 10-calowy ekran dotykowy, który:
** wyświetla i umożliwia regulację kluczowych parametrów procesu** (temperatura, pH, stężenie tlenu rozpuszczonego – DO, prędkość mieszania itp.)
Zapewnia monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury, pH oraz stężenia tlenu rozpuszczonego
Umożliwia szybki dostęp do standardowych procedur operacyjnych (SOP)
Ułatwia konfigurację i modyfikację protokołów eksperymentalnych
Oferuje narzędzia wizualizacji danych do natychmiastowej oceny przebiegu procesu
Przemysłowy interfejs człowiek-maszyna (HMI) został zaprojektowany do zastosowania w środowiskach laboratoryjnych i charakteryzuje się odpornością na pył, wilgoć oraz inne zanieczyszczenia. Intuicyjny interfejs zmniejsza krzywą uczenia się dla nowych użytkowników, jednocześnie zapewniając zaawansowane funkcje sterowania doświadczonym badaczom.
7. Modułowy system wirników
Urządzenie MICROIPOWER VP oferuje zestaw wirników zoptymalizowanych do różnych typów hodowli:
Wirnik trójłopatkowy: idealny do ogólnego mieszania i przenoszenia tlenu
Wirnik sześciolopatkowy: zapewnia mieszanie o niskim naprężeniu ścinającym dla organizmów wrażliwych
Wirnik ośmiolopatkowy: zoptymalizowany do zastosowań wymagających mieszania o wysokim naprężeniu ścinającym
Wirnik przeciwpieniący: skuteczny w kontrolowaniu piany bez zakłócania warunków hodowli
Wybór wirnika może być dopasowany do konkretnych wymagań kultury, od fermentacji mikrobiologicznej po kultury komórkowe o wysokiej gęstości. Konstrukcja z sześcioma łopatkami jest szczególnie zalecana w zastosowaniach wrażliwych na siły ścinające, takich jak kultury komórek przyczepnych na mikronośnikach, gdzie mieszanie przy niskich siłach ścinających (≤60 obr./min) ma kluczowe znaczenie dla utrzymania żywotności komórek.
8. Zestaw przesłon
Opcjonalne akcesoria przesłon są dostępne w celu:
Poprawy wydajności mieszania w naczyniu
Zwiększenia szybkości przenoszenia masy między fazą gazową a ciekłą oraz między fazą ciekłą a ciekłą
Zmniejszenia stref martwych i poprawy jednorodności kultury
Zwiększenia wydajności przenoszenia tlenu (kLa) o 30–40 %
Minimalizacji wpływu ścian naczynia na warunki kultury
Przesłonki są szczególnie przydatne w przypadku kultur o wysokiej lepkości lub przy użyciu mikronośników w kulturach komórek przyczepnych. Działają one w połączeniu z systemem wirników w celu zoptymalizowania wzorów przepływu wewnątrz naczynia, zapewniając jednolite rozprowadzanie składników odżywczych, tlenu oraz komórek.
Specyfikacje techniczne
| Parametry |
Specyfikacja |
| Materiał naczynia |
Szklanka wysokoborosilikatowa (szlifowana powierzchnia wewnętrzna, Ra ≤ 0,4 μm) |
| Objętości robocze |
1 L, 2 L, 3 L, 5 L (możliwość sterylizacji w miejscu SIP: 121 °C, 15–30 min) |
| Stosunek wysokości do średnicy (H:D) |
1:1,6 (standardowy), dostępne stosunki niestandardowe |
| System mieszania |
Mieszadło montowane od góry, 50–1000 obr/min (dokładność ±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 spienianie, 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 kontrolery mieszadek na grupę, do 6 wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych na kontroler |
|
Działania odwracalnego i o zmiennej prędkości (cykl pracy od 0 do 100%) |
| System sterowania |
Rozproszona architektura, obsługa do 8 bioreaktorów w jednym systemie |
|
Standardowe protokoły komunikacyjne umożliwiające integrację z zewnętrznymi urządzeniami PAT |
|
Kontrola pojedynczego systemu bez konieczności użycia zewnętrznego komputera |
| 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 VP?
Zintegrowana wydajność operacyjna: jednoczesne przeprowadzanie do 8 eksperymentów w stałych warunkach za pomocą jednego interfejsu wbudowanego w urządzenie
Skalowalność: rozszerzanie liczby bioreaktorów w systemie z 4 do 8 poprzez rozbudowę klastra
Precyzyjna kontrola: dokładność na poziomie przemysłowym w formacie przyjaznym dla laboratorium
Elastyczność: obsługa zarówno fermentacji mikrobiologicznej, jak i hodowli komórek zwierzęcych/owadzich
Przyjazna dla użytkownika konstrukcja: 10-calowy przemysłowy ekran dotykowy umożliwia bezpośrednią obsługę urządzenia w miejscu jego instalacji
Środowisko bogate w dane: kompleksowe narzędzia do rejestrowania i analizy danych
Gotowość do zgodności: zgodność z obowiązującymi przepisami GMP oraz wymaganiami FDA dla środowisk regulowanych
Opłacalność: zintegrowana konstrukcja eliminuje potrzebę podłączania zewnętrznego komputera
Zastosowania i wartość naukowa
1. Fermentacja mikrobiologiczna
MICROIPOWER VP został zaprojektowany do precyzyjnej kontroli procesów fermentacji mikrobiologicznej, umożliwiając badaczom optymalizację warunków wzrostu oraz maksymalizację uzysku w szerokim zakresie zastosowań.
Przykłady zastosowań:
Optymalizacja fermentacji Lactobacillus casei:
Uzyskaj spójną produkcję kwasu mlekowego dzięki rzeczywistoczasowej kontroli pH (dokładność ±0,01)
Optymalizuj wykorzystanie źródła węgla za pomocą wysokoprecyzyjnych pomp perystaltycznych
Skaluj proces od laboratorium do produkcji przemysłowej z pełnym zaufaniem
Rozwój procesu fermentacji Aspergillus oryzae:
Maksymalizuj produkcję enzymów (np. proteaz, amylaz)
Optymalizuj warunki wzrostu przy użyciu metod DoE (Design of Experiments – projektowanie eksperymentów)
Wdroż zautomatyzowane strategie dozowania, zapewniające spójną wydajność
Fermentacja o wysokiej gęstości komórkowej Escherichia coli:
Osiągać wysokie gęstości optyczne (OD600 do 120)
Utrzymywać stały poziom rozpuszczonego tlenu (>30%)
Integrować się z narzędziami PAT w celu zaawansowanego monitoringu
2. Kultura komórkowa
MICROIPOWER VP jest również bardzo odpowiedni do kultury komórek zwierzęcych i owadzich, w tym linii komórkowych w zawiesinie oraz przyczepnych.
Przykłady zastosowań:
Kultura komórek owadzich (SF9, HSV-1):
Wspierać kultury komórek owadzich o wysokiej gęstości
Zastosować precyzyjną kontrolę temperatury w celu optymalnej ekspresji białek
Integrować się z narzędziami PAT w celu zaawansowanego monitoringu
Kultura komórek ssaków (293T, CHO-K1):
Osiągać kultury zawiesinowe o wysokiej gęstości komórkowej
Utrzymywać stały poziom pH oraz rozpuszczonego tlenu
Wdroż zautomatyzowane strategie dozowania, zapewniające spójną wydajność
Kultura zawiesinowa komórek Vero o wysokiej gęstości:
Osiąga wysoką gęstość komórkową (do 1,5 × 10⁷ komórek/mL)
Wspiera procesy produkcji szczepionek
Zastosować precyzyjną kontrolę temperatury w celu optymalnej ekspresji białek
Kultura komórek przyczepnych na mikronośnikach:
Wspiera kultury przyczepne o wysokiej gęstości komórkowej (do 10⁷ komórek/mL)
Zapewnia warunki mieszania o niskim ścinaniu (≤ 60 obr/min)
Integrować się z narzędziami PAT w celu zaawansowanego monitoringu
Kultura zawiesinowa o wysokiej gęstości (293T, CHO-K1):
Osiąga wysoką gęstość komórkową (do 10⁹ komórek/mL)
Wspiera produkcję białek rekombinowanych
Zastosować precyzyjną kontrolę temperatury w celu optymalnej ekspresji białek
Podsumowanie
Bioreaktor MICROIPOWER VP stanowi istotny postęp w technologii równoległych bioreaktorów, łącząc precyzję i kontrolę systemów przemysłowych z wygodą i łatwością dostępu charakterystyczną dla urządzeń laboratoryjnych. Jego zintegrowana konstrukcja z wbudowanym przemysłowym ekranem dotykowym upraszcza obsługę, zachowując przy tym pełną kontrolę nad kluczowymi parametrami. Możliwość jednoczesnego zarządzania do 8 bioreaktorami czyni ten system idealnym wyborem do badań o wysokiej przepustowości oraz rozwoju procesów.
Dla użytkowników, którzy potrzebują przeprowadzać eksperymenty równoległe bez konieczności skomplikowanego podłączania zewnętrznego komputera PC, urządzenie MICROIPOWER VP stanowi solidne i przyjazne dla użytkownika rozwiązanie. Jego funkcje precyzyjnej kontroli – w tym regulacja temperatury oparta na efekcie Peltiera, wysokoprecyzyjne pompy perystaltyczne oraz zaawansowana kontrola przepływu gazów – zapewniają spójną wydajność we wszystkich jednostkach. Ponadto, zgodność systemu z normami GMP oraz przepisami FDA 21 CFR Part 11 czyni go gotowym do stosowania w środowiskach regulowanych.
