Tehnične specifikacije (biološki parametri)
| Parameter |
Specificacija |
| Material |
nerjavnega jekla razreda 316L |
| Delovni prostornina |
20 L – 5.000 L |
| Uporabne celične vrste |
Linije celic, prilagojene suspenziji (npr. CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Obseg gostote celic |
1–10 × 10⁶ celic/mL (običajen delovni obseg: 5–7 × 10⁶ celic/mL) |
| Načini kultivacije |
Zaključna, dopolnjevana zaključna in perfuzijska kultivacija |
| Sistem mešanja |
Magnetni pogon na dnu; 20–200 vrt/min (±1 vrt/min); izmenični servo motor |
| Tip mešalnika |
Mešalnik morskega tipa (nizko strižno obremenitev, visoka učinkovitost mešanja) |
| Vhodna moč na prostornino (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Ravnava temperature |
5–60 °C, ±0,1 °C (z dvojno PID-regulacijo s plaščem) |
| nadzor pH |
Obseg: 2–12; natančnost: ±0,01; avtomatsko doziranje baze/CO₂ |
| Raztopljeni kisik (DO) |
0–200 %, ±1 %; mešanje plinov z O₂, N₂ in zrakom |
| Plini za aeracijo |
Zrak, O₂, N₂, CO₂ |
| Načini aeracije |
Globoka aeracija s penjenjem in površinska aeracija |
| Hitrost pretoka zraka |
0,3–2,0 vvm (prostornina plina na prostornino medija na minuto) |
| Razširljivost |
Do 5.000 L; razširitev na podlagi brezrazsežnih parametrov (P/V, Re, vvm) |
| Tehnologija tesnjenja |
Magnetna tesnilna spojka za tekočine (brez uhajanja, brez vzdrževanja, sterilna) |
| Nadzorni sistem |
Samostojni industrijski krmilnik (za delovanje ni potreben zunanj računalnik); omogoča oddaljen dostop prek pametnega telefona ali računalnika |
| Funkcije avtomatizacije |
Vgrajena podpora za načrtovanje poskusov (DoE); avtomatizirane strategije dovajanja; nadzor več črpalk (do 6 črpalk na krmilnik × 4 kanali) |
| Varstvo pred izpadkom napaje |
Samodejni ponovni zagon z obnovitvijo nastavitev |
| Sterilizacija |
Kompatibilen z sterilizacijo na mestu (SIP) |
Ključne biološke prednosti
1. Visoka gostota celic in produktivnost:
Optimizirana konstrukcija sistema za prenos mase in toplote omogoča doseči gostoto celic do 10⁷ celic/mL – kar je 10–20-krat več kot pri običajnih kulturih v stresalnih steklenicah – kar znatno poveča izkoristek produkta.
2. Robusta razširljivost:
Povečanje procesa temelji na brezrazsežnih parametrih (P/V, Re, vvm), kar zagotavlja dosledno zmogljivost od laboratorijske do industrijske mere 2.000 L. Za potrditev povečanja velikosti je potrebno izvesti tri zaporedne serije z variacijo gostote celic in titra med serijami manjšo od 10 %.
3. Natančna nadzorovanja okolja:
Temperatura: ±0,1 °C
pH: ±0,01
DO: ±1 %
Izpolnjuje stroge zahteve občutljivih bioloških procesov.
4. Optimizacija procesa z visoko zmogljivostjo:
Vgrajena funkcionalnost načrtovanja poskusov (DoE) omogoča hkratno optimizacijo več parametrov in s tem znatno skrajša časovnice razvoja procesa.
5. Kompatibilnost z industrijsko mero:
Značilnosti vključujejo konstrukcijo s fiksno posteljo in tehnologijo magnetnega tesnjenja tekočin, kar zagotavlja stabilnost sistema, sterilnost, nič iztekanja, brez obrabe in delovanje brez vzdrževanja med povečanjem velikosti.
6. Polna avtomatizacija:
Deluje brez zunanjega računalnika; podpira oddaljeno spremljanje in nadzor prek internetom povezanih naprav (pametni telefon ali računalnik). Vključuje izvajanje avtomatizirane strategije za hranjenje.
7. Zaščita pred izpadom električne energije:
Oprema je opremljena z avtomatskim ponovnim zagonom po izpadu električne energije, pri čemer se vsi nadzorni parametri obnovijo v stanje pred izpadom, kar zagotavlja neprekinjeno dolgoročno gojenje.
Uporabe 1. Proizvodnja monoklonalnih protiteles:
Podpira visokogostno suspenzijsko gojenje celic CHO. Na merilu 500 L se doseže OD₆₀₀ > 300 in koeficient prenosa kisika (kLa) do 675 h⁻¹, kar znatno izboljša donos monoklonalnih protiteles.
2. Izražanje rekombinantnih beljakovin:
Natančno nadzorovanje temperature (4–80 °C) in pH-ja optimizira pogoje za izražanje beljakovin, kot so insulin in rastni hormoni.
3. Proizvodnja virusnih vektorjev:
Primerna za suspenzijsko gojenje adenovirusa, AAV itd. Optimizirano mešanje (60–80 vrt/min) in aeracija (0,5–1,5 vvm) izboljšata titer virusa.
4. Fermentacija z visoko gostoto mikroorganizmov:
Uporabno za Escherichia coli in kvasovke, podpira OD₆₀₀ > 300, idealno za proizvodnjo antibiotikov in rekombinantnih beljakovin.
Priporočila za optimizacijo procesa
1. Optimizacija mešanja:
o Začnite pri 60–80 vrt/min.
o Ko gostota celic preseže 5 × 10⁶ celic/mL, zmanjšajte hitrost na 40–60 vrt/min, da zmanjšate poškodbe zaradi strižnih sil.
2. Strategija dovajanja hranil:
Uporabite avtomatizirane sisteme za dovajanje v sklopu oskrbe (fed-batch) ali perfuzije z realno časovno prilagoditvijo glede na metabolite (npr. glukozo, mlečno kislino). Vsak od 4 regulatorjev lahko nadzoruje do 6 visokotocnih peristaltičnih črpalk, kar omogoča zapletene večstopenjske ali večhranilne protokole dovajanja.
3. Nadzor raztopljenega kisika:
V fazah visoke gostote ohranjajte raztopljeno količino kisika (DO) na 30–50 %. Ustrezno prilagodite prostorninsko pretokovno hitrost zraka (vvm; 0,3–2,0) in hitrost mešanja (50–100 vrt/min). Pri celicah z visoko potrebo po kisiku uporabite dvojni način zračenja: globoko zračenje med sterilizacijo, površinsko zračenje med gojenjem.
4. Nastavitev perfuzijske kulture: Uporabite napravo za zadrževanje celic, da ohranite gostoto celic na 5–7 × 10⁶ celic/mL. Začnite z nastavitvijo hitrosti perfuzije na 0,1–0,3 prostornine reaktorja na dan in jo povečajte na 0,5–1,0 prostornine na dan, ko se gostota celic poveča.
5. Preverjanje skaliranja:
Ohranjajte razmerje moči k prostornini (P/V) na 30 W/m³ z ustrezno prilagoditvijo premera mešalnika in njegove vrtilne frekvence. Izvedite 3–5 pilotnih serij za zbiranje podatkov o temperaturi, pH, koncentraciji raztopljenega kisika (DO), gostoti celic in titru, kar omogoča zanesljivo modeliranje skaliranja.
6. Zagotavljanje sterilitete:
Magnetni tesnilni sistemi s tekočino zagotavljajo sterilen integritet na stiku gredice mešalnika. Vedno sledite aseptičnim operativnim postopkom ter redno izvajajte preskuse integritete sistema in validacijo sterilizacije.
