Обзор продукта
Биореакторы для культивирования клеток серии CELLIPOWER — это классические настольные системы, специально разработанные для лабораторного выращивания клеток. Изготовленные из высококачественного боросиликатного стекла, эти биореакторы обладают превосходной термостойкостью и химической стойкостью, оптической прозрачностью для наблюдения в реальном времени, а также совместимостью со стандартной автоклавной стерилизацией (121 °C), что обеспечивает стерильную и надёжную среду для проведения чувствительных биологических процессов.
Разработанная компанией Shanghai Ritai Medicine Equipment Project Co., Ltd., серия CELLIPOWER объединяет передовые принципы биоинженерии с промышленной системой управления для предоставления комплексного решения современных задач в области биофармацевтики и биотехнологий. Система поддерживает культивирование суспензионных клеток, адгезивных клеток на микронесущих частицах и адгезивных клеток на волоконных дисках, что делает её идеальной для разработки и производства терапевтических антител, клеточных и генных терапий, вакцин, стволовых клеток, экзосом и других продуктов.
Все модели соответствуют стандартам cGMP и оснащены промышленным сенсорным компьютером в паре с системой управления на базе ПЛК Siemens, что обеспечивает точное регулирование ключевых технологических параметров — температуры (±0,1 °C), pH (±0,01), растворённого кислорода (DO, ±1 %) и скорости перемешивания — с использованием передовых алгоритмов ПИД-регулирования и обратной связи в реальном времени.
Оснащен системой подачи питательной среды с перистальтическим насосом на 4 канала и термическими расходомерами (MFC) для подачи газа; платформа поддерживает сложные стратегии подачи, такие как периодический, полу-периодический и перфузионный режимы, что обеспечивает гибкое и масштабируемое развитие процессов.
Благодаря исключительной воспроизводимости, высокой эксплуатационной эффективности и удобству в использовании серия CELLIPOWER представляет собой идеальную платформу для разработки процессов на стадии получения биомассы как в академических, так и в промышленных условиях.
Основные технические характеристики 1. Системы точного перемешивания
С учетом различных требований к культивированию клеток серия предлагает три оптимизированных конфигурации мешалок:
CELLIPOWER01 (для суспензионных клеток): Оснащен импеллером пропеллерного типа, обеспечивающим эффективное осевое перемешивание при низком сдвиговом напряжении (20–200 об/мин, точность ±1 об/мин). Идеально подходит для высокоплотных культур клеток CHO, HEK293T и других линий, адаптированных к суспензионному культивированию; обеспечивает до 1,5× более высокую эффективность перемешивания по сравнению с традиционными импеллерами при минимальном повреждении клеток.
CELLIPOWER02 (для адгезивных клеток на микронасосах): Использует лопастную мешалку в сочетании с системой микропористого продувания для поддержания мягких гидродинамических условий (напряжение сдвига: 0,1–0,3 Вт/м³). Такая конфигурация предотвращает агрегацию клеток и склеивание микронасосов, повышая жизнеспособность и продуктивность клеток при производстве векторов вирусов или вакцин.
CELLIPOWER03 (для адгезивных клеток на волоконных дисках): Также использует лопастную мешалку, но интегрирует вращающийся диспергирующий продуватель, который исключает прямое разрушение пузырьков на поверхности жидкости. Это дополнительно снижает механическое воздействие на чувствительные клетки, такие как МСК и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), обеспечивая при этом равномерное распределение кислорода — что критически важно для производства экзосом и экспансии стволовых клеток.
Все модели оснащены шаговыми двигателями переменного тока с регулированием скорости по ПИД-алгоритму, что позволяет динамически корректировать скорость в зависимости от фазы культивирования и минимизировать ручное вмешательство.
2. Комплект высокоточных датчиков
Возможность мониторинга в реальном времени и строгого контроля условий культивирования обеспечивается датчиками передового уровня отрасли:
Температура: компактный цифровой передатчик с погрешностью ±0,1 °C; диапазон измерений: 5–65 °C (выше температуры охлаждающей воды); скорость реакции — до 0,5 °C/мин.
pH: Диапазон 0–14, погрешность ±0,01 (значительно лучше типичных систем с погрешностью ±0,1); быстрый отклик (<30 с); регулирование осуществляется путём подачи CO₂ и добавления щёлочи.
Растворённый кислород (DO): Диапазон 0–200 %, погрешность ±1 %; датчик с автоматической калибровкой; регулирование осуществляется смешиванием O₂, N₂, CO₂ и воздуха.
Уровень жидкости: Пробники из нержавеющей стали с точностью ±1 мл; поддерживают автоматизированную подачу питательной среды и замену среды.
Все датчики оснащены съёмными элементами для удобной калибровки или замены и работают с частотой дискретизации до 10 Гц, обеспечивая высокоточное получение данных.
3. Интеллектуальная система управления газами
Точное управление газами гарантирует оптимальные метаболические условия:
Регуляторы массового расхода газа (MFC): Термические регуляторы массового расхода газа обеспечивают подачу газа в диапазоне от 0,1 до 5 SLPM с точностью ±1 % для четырёх газов (O₂, N₂, CO₂, воздух).
Технологии диспергирования газа:
Микропористое продувочное устройство (CELLIPOWER01/02): формирует пузырьки диаметром 100–300 мкм для минимизации механического сдвига.
Вращающееся продувочное устройство с диспергирующим эффектом (CELLIPOWER03): обеспечивает равномерное распределение газа без разрушения пузырьков на поверхности.
Стерильная фильтрация: Входные (37 мм) и выходные (50 мм) фильтры из ПТФЭ с размером пор 0,2 мкм, многократно используемые — более 100 циклов.
Конденсатор для выхлопного газа: изготовлен из нержавеющей стали марки 316L, удаляет влагу с эффективностью более 95 %, предотвращая загрязнение за счёт обратного потока.
Газовая система динамически координирует свою работу с системами контроля pH и растворённого кислорода (DO), обеспечивая оптимальные условия культивирования на протяжении всего процесса.
4. Гибкая система подачи питательных веществ
Интегрированная 4-канальная перистальтическая насосная система обеспечивает универсальную подачу питательных веществ и реагентов:
Каждый насос работает независимо со скоростью 30 об/мин, а рабочий цикл регулируется в диапазоне от 0 до 100 %.
Точность подачи: ±0,5 % от заданного значения.
Поддерживает режимы периодической, полуциклической и перфузионной культивации, включая непрерывную замену питательной среды для высокоплотных культур.
Четыре стандартизированных зажимных порта позволяют быстро подключать растворы глюкозы, щелочи, питательной добавки или антивспенивателя.
Все события подачи автоматически регистрируются (объём и временная метка) с совокупной точностью ±1 мл; данные могут быть экспортированы через ПО SCADA.
5. Распределённая архитектура управления
Создана с учётом масштабируемости и соответствия нормативным требованиям:
Аппаратное обеспечение управления: промышленный ПК с сенсорным экраном + ПЛК Siemens.
Программное обеспечение SCADA: Полностью соответствует требованиям cGMP; поддерживает регистрацию данных, анализ трендов, аудит-следы и электронные подписи.
Хранение данных: Встроенная память объёмом 128 ГБ (до 20 недель данных); расширяемая до 1 ТБ для долгосрочного архивирования.
Управление пользователями: До 23 учётных записей операторов с трёхуровневой системой прав доступа и защитой паролем.
Синхронизация: При работе нескольких установок отклонение составляет менее ±0,1 %, что обеспечивает высокопроизводительный скрининг.
Подключаемость: Поддержка протоколов Modbus/TCP и EtherNet/IP для бесшовной интеграции в более крупные биотехнологические рабочие процессы.
Такая архитектура обеспечивает плавный масштабируемый переход от лабораторного уровня к пилотному или промышленному, сокращая сроки разработки.
6. Отбор проб и мониторинг
Спроектировано с учётом стерильности и целостности данных:
Асептический отбор проб: Стеклянные флаконы + трёхходовой клапан + зажимное уплотнение позволяют отбирать пробы онлайн без остановки культуры.
Диапазон отбора проб: 1–50 мл (регулируемый); точность ±1 мл; до одного раза в минуту.
Мониторинг в реальном времени: отслеживает температуру, pH, содержание растворённого кислорода (DO), перемешивание, уровень и давление с графическим отображением и функциями аварийной сигнализации.
Экспорт данных: форматы CSV/Excel для офлайн-анализа или представления регулирующим органам.
Инструменты оптимизации процессов: встроенные модули планирования экспериментов (DOE) и методологии поверхности отклика (RSM) ускоряют оптимизацию питательных сред и технологических процессов.
Области применения и ключевые показатели эффективности
1. Биофармацевтические препараты
Производство антител: достигает плотности клеток >1,0 × 10⁷ клеток/мл при использовании клеток CHO/HEK293T; повышает титр более чем на 30 %.
Клеточная терапия: жизнеспособность клеток >95 % при культивировании Т-лимфоцитов, NK-клеток и мезенхимальных стромальных клеток (MSC); конструкция с низким сдвиговым напряжением сохраняет их функциональность.
Вакцины: обеспечивает производство аденоассоциированных вирусов (AAV) и лентивирусов с титром до 1 × 10¹⁰ МЕ/л.
Стволовые клетки: позволяет увеличить количество индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) и мезенхимальных стромальных клеток (MSC) в 20 раз при минимальной дифференцировке.
Экзосомы: обеспечивает выход до 1 × 10¹¹ частиц/мл при строгом контроле pH и содержания растворённого кислорода (DO).
2. Промышленные ферменты
Целлюлаза: специфическая активность до 1,9 Ед/мг (Pichia pastoris) при 52 °C и pH 5,5.
Протеаза: выход 50 Ед/мл из штаммов Bacillus/молочнокислых бактерий.
Скрининг с высокой пропускной способностью: оценка штаммов/процессов на 50 % быстрее за счёт параллельных экспериментов в многореакторных системах.
3. Пробиотики и очистка сточных вод
Масштабирование пробиотиков: повышение выхода на 30 % для штаммов Bacillus/нитрифицирующих бактерий.
Альго-бактериальный симбиоз: достижение степени удаления ХПК более 90 %; удаление NH₄⁺-N — 96,6 % и PO₄³⁻-P — 98,6 % при биоремедиации.
4. Культура растительных клеток
Суспензионные культуры: плотность до 5 × 10⁶ клеток/мл.
Иммобилизованные культуры: прикрепление более 90 % клеток к микронесущим частицам/волокнистым дискам.
Совместное культивирование: повышение производства вторичных метаболитов на 40 % за счёт симбиоза растений и микроорганизмов. 
Основные преимущества
| Категория |
Преимущества |
| Материал |
Боросиликатное стекло: стерилизуемое автоклавированием (121 °C), визуальная прозрачность >95 %, шероховатость по средней арифметической (Ra) ≤ 0,6 мкм, многократное использование в течение более чем 5 лет |
| Прецизионный |
Лидирующий в отрасли контроль: температура ±0,1 °C, pH ±0,01, содержание растворённого кислорода (DO) ±1 % |
| Масштабируемость |
Поддержка от 1 до 16 параллельных модулей с синхронизированной работой |
| Удобство использования |
Интуитивно понятный графический интерфейс пользователя (GUI), время отклика системы менее 1 секунды, модульная конфигурация |
| Согласие |
Полная документация по квалификации проектирования (DQ), квалификации установки (IQ), квалификации эксплуатации (OQ) и квалификации производительности (PQ); журнал аудита; готовность к соблюдению требований 21 CFR Part 11 |
| Эффективность |
Автоматическая подача питательных сред, аналитика в реальном времени и инструменты планирования экспериментов (DOE) сокращают циклы разработки |
Технические характеристики
| Категория |
Предмет |
CELLIPOWER01 |
CELLIPOWER02 |
CELLIPOWER03 |
MICROIPOWER07 |
| Танк |
Общий объем |
1Л |
3 л |
5 л |
10Л |
15л |
| Рабочий объем |
0,8л |
2Л |
3,5 л |
7.5л |
10,5 л |
| Соотношение сторон |
1:02 |
01:01.6 |
| Общие размеры |
В540×Ш390×Г485 мм |
ø210×В690 мм |
ø240×В758 мм |
ø290×В820 мм |
ø330×В910 мм |
| Габариты для стерилизации |
ø106×В270 мм |
ø200×В520 мм |
ø220×В570 мм |
ø260×В630 мм |
⌀300×H720 мм |
| Материал |
Боросиликатное стекло |
| Категория |
Предмет |
CELLIPOWER01 |
CELLIPOWER02 |
CELLIPOWER03 |
MICROIPOWER07 |
| Тип |
Рост |
Подвесная клетка |
Микронесущий субстрат для адгезивных клеток |
Волоконный диск для адгезивных клеток |
Микробиологическое брожение |
| Вентиляция |
Микропористо-диспергированные пузырьки лопаются при повторном входе |
Микропористо-диспергированные пузырьки лопаются при повторном входе |
Роторно-диспергированные пузырьки лопаются при повторном входе, прямой контакт клеток отсутствует. |
Пузырьки, диспергированные высокоскоростными вращающимися импеллерами, лопаются при повторном входе |
| Распределение клеток |
Полностью подвешенные: без адгезии, равномерное распределение. |
Микронесущие субстраты находятся во взвешенном состоянии, распределение зависит от носителя |
Ячейки в основном неподвижны: более высокая плотность |
Полностью подвешенные: без адгезии, равномерное распределение. |
| Перемешивание |
Метод |
Верхнее перемешивание, механический привод, шаговый двигатель переменного тока, управление по ПИД-алгоритму |
| Дисплей |
Цифровой дисплей, ±1 об/мин |
| Диапазон скорости |
20–200 об/мин |
50–1000 об/мин |
| Типы мешалок |
Пропеллер |
Щётка |
Щётка |
Турбина с плоскими лопастями |
| Датчики |
пН |
диапазон pH: 0–14, управление по ПИД-алгоритму, точность: ±0,01, подключение к щелочи и CO₂ |
| DO |
Диапазон DO: 0–200 %, управление по ПИД-алгоритму, точность: ±1 %, связь с O₂, N₂ и воздухом |
| Уровень жидкости |
Пробники из нержавеющей стали, управление по ПИД-алгоритму, использование 1–2 пробников |
| Температура |
Компактный температурный преобразователь, точность цифрового дисплея: ±0,1 °C; |
| Управление подачей газа |
Измерение расхода |
Контроллер массового расхода с термическим измерением, расход 0,1–5 SLPM |
| Система управления газом |
N2, O2, CO2, воздух |
O2, Воздух |
| Фильтр |
Вход: 37 мм, 0,2 мкм, ПТФЭ. Выход: 50 мм, 0,2 мкм, ПТФЭ |
| Конденсатор для отработанного газа |
нержавеющая сталь марки 316L |
| Подача жидкости |
4 перистальтических насоса |
Накопление потока; скорость: 30 об/мин; регулируемое время работы: 0–100 % |
| Контроль Температуры |
Метод |
Регулирование по ПИД-алгоритму, охлаждающая вода / электрический нагревательный элемент, точность управления: ±0,2 °C |
| Диапазон управления |
от 5 °C до 65 °C (выше температуры охлаждающей воды) |
| Система управления |
1Л |
Универсальный ПК + программируемый логический контроллер Siemens малой мощности |
| 3 л, 5 л, 10 л, 15 л |
Промышленный планшетный сенсорный компьютер + ПЛК Siemens. |
| Запись данных |
Конфигурация компьютера (ПК) и программного обеспечения SCADA |
Заключение
Серия CELLIPOWER представляет собой мощное, универсальное и соответствующее нормативным требованиям решение для разработки передовых процессов культивирования клеток. Благодаря сочетанию прочности из боросиликатного стекла, точного контроля окружающей среды и интеллектуальной автоматизации данная серия успешно закрывает разрыв между научными инновациями в исследованиях и производством в соответствии с требованиями GMP.
Независимо от того, оптимизируете ли вы процесс получения моноклональных антител, разрабатываете новую клеточную терапию, производите вирусные векторы или исследуете устойчивые методы биопроизводства с использованием водорослей или ферментов, платформа CELLIPOWER обеспечивает необходимую гибкость, надёжность и целостность данных для ускорения вашего пути от лаборатории к клинике — или к рынку.
Выберите CELLIPOWER, чтобы поддержать свои научные исследования инженерным совершенством.
