Pregled izdelka
MICROIPOWER VP je laboratorijski steklen vzporedni bioreaktorski sistem, zasnovan za mikrobno in bakterijsko fermentacijo ter za gojenje živalskih in žuželjnih celic. Temelji na preizkušeni konstrukciji MICROIPOWER07, a je izboljšan z razdeljeno nadzorno tehnologijo in zagotavlja industrijsko natančnost na kompaktni in uporabniško prijazni platformi. Sistem omogoča raziskovalcem hkratno upravljanje več bioreaktorjev prek enotnega vmesnika, kar znatno izboljša učinkovitost raziskav in zmogljivosti za razvoj procesov.
Ključne značilnosti
Integrirana steklena konstrukcija bioreaktorja z vgrajenim industrijskim dotikalnim zaslonom HMI
Arhitektura razdeljenega nadzora za upravljanje do 8 bioreaktorjev na sistem
Modul za nadzor temperature na osnovi Peltierjevih elementov z obsegom od 4 °C do 80 °C (±0,2 °C)
Visokonatančne peristaltične črpalke (do 6 na krmilnik): obrnljivo delovanje in spremenljiva hitrost
Sledenje videoposnetkom v realnem času z možnostjo oddaljenega ogleda in načrtovanega zajema posnetkov
Modularen sistem impulzorskih koles: impulzorska kolesa s tremi, šestimi, osemimi lopaticami ter za odpenjanje
Na voljo v standardnih delovnih prostorninah: 1 L, 2 L, 3 L in 5 L
Obsežna zbirka prilagodljivih dodatkov za združljivost z različnimi krmilniki, motorji in drugimi komponentami
Vgrajeno nadzorovanje na sistemski ravni za naprave PAT tretjih strank (Process Analytical Technology – analitična tehnologija procesov)
Prozorna posoda iz borosilikatnega stekla omogoča vizualno spremljanje rasti mikroorganizmov ali celic v realnem času brez dodatne optične opreme, kar jo naredi idealno za raziskave na področju biolikov, sintetične biologije in industrijske biotehnologije.
Filozofija dizajna
Sistem MICROIPOWER VP zapira vrzel med akademskimi raziskavami in industrijsko proizvodnjo. Tradicionalni laboratorijski bioreaktorji pogosto trpijo zaradi slabe kontrole parametrov, nizkih hitrosti prenosa kisika in variabilnosti med posamičnimi serijami – ovirami, ki zakasnjajo povečanje merila.
Ta sistem te izzive reši z združevanjem naslednjega:
Optična prozornost in kemijska neopaznost stekla
Robustna arhitektura nadzora za industrijsko bioprocesiranje
Razdeljena nadzorna tehnologija za vzporedno delovanje
Na voljo v standardnih delovnih prostorninah 1 L, 2 L, 3 L in 5 L; na zahtevo so na voljo tudi posebne velikosti. MICROIPOWER VP podpira vse od izbiranja kultur do pred-GMP validacije procesov. Njegova integrirana konstrukcija omogoča skalabilno razširitev in tako zadovoljuje potrebe tako majhnih raziskovalnih laboratorijev kot velikih biotehnoloških objektov.
Ključne tehnične inovacije
1. Integrirana sistemska konstrukcija
MICROIPOWER VP predstavlja revolucionarno integrirano sistemsko konstrukcijo, ki uporabnikom omogoča:
Sprožanje do 8 bioreaktorjev hkrati prek enega samega vgrajenega vmesnika naprave
Lokalni dostop do poskusov in njihovo upravljanje prek vgrajenega industrijskega dotikalnega zaslona
Zagotavljanje dosledne zmogljivosti vseh enot z uporabo standardiziranih nadzornih algoritmov
Izvajajte skupinske primerjave in optimizacijo z orodji za analizo podatkov več skupin
Poenostavite postavitev laboratorija z majhnim zasedenim prostorom, primernim za uporabo na delovni površini
Ta oblikovanje je še posebej primerno za visokopropusno preiskavo, razvoj procesov in validacijske študije, kjer sta doslednost in razširljivost ključnega pomena. Vgrajeni dotikovni zaslon omogoča neposredno, lokalno upravljanje naprave in odpravlja potrebo po zunanjem povezovanju z računalnikom, hkrati pa ohranja popoln nadzor nad vsemi sistemskimi parametri.
2. Modul za temperaturno regulacijo z Peltierjevim učinkom
Ključna inovacija v napravi MICROIPOWER VP je njen modul za termoelektrično temperaturno regulacijo na osnovi Peltierjevega efekta, ki:
Omogoča natančno regulacijo temperature: od 4 °C do 80 °C (±0,2 °C)
Odpravlja potrebo po zunanjem dovodu hladilne vode
Zmanjšuje porabo energije v primerjavi s tradicionalnimi sistemi z vodno ovojnico
Pospešuje cikle sterilizacije z zmanjševanjem toplotne vztrajnosti
Ohranja stabilne temperaturne pogoje tudi ob hitrih spremembah okoljskih pogojev
Ta modul je idealen za aplikacije, ki zahtevajo natančno regulacijo temperature, kot so izražanje rekombinantnih beljakovin, proizvodnja cepiv in analiza metabolnega pretoka. Deluje na podlagi Peltierjevega učinka, pri katerem se električna energija neposredno pretvori v prenos toplote, kar omogoča hitre in natančne nastavitve temperature.
3. Sistem visokonatančnih peristaltičnih črpalk
Vsak regulator v sistemu MICROIPOWER VP podpira do 6 visokonatančnih peristaltičnih črpalk, ki so zasnovane za:
Obratno delovanje in spremenljivo hitrost (0–100 % ciklus delovanja)
Natančno dodajanje glukoze, osnove, hranilne sredice in protipene
Avtomatizirane strategije dovajanja za dosledno ponovitev procesa
Minimalni strižni napetosti na občutljive mikroorganizme in celice
Nizke zahteve za vzdrževanje zaradi preproste konstrukcije
Ti črpalki so bistvene za ohranjanje natančne oskrbe z hranili, ki je potrebna za mikrobno fermentacijo in gojenje celic z visoko izkoriščenostjo. Zelo primerni so za aplikacije, v katerih nastopajo organizmi, občutljivi na strižne sile, kjer je za življenjsko sposobnost in produktivnost celic ključen enakomeren tok z nizko strižno silo.
4. Video nadzor in oddaljen dostop
MICROIPOWER VP vključuje napredne možnosti video nadzora:
Trenutni oddaljen pregled slik posode bioreaktorja
Načrtovano zajemanje slik za dokumentacijo in nadzor procesa
Oddaljen dostop z namiznih računalnikov in mobilnih naprav za upravljanje eksperimentalnih procesov in podatkov
Integracija z parametri nadzora procesa za povezane opazovanja
Slikanje z visoko ločljivostjo za podrobno opazovanje pogojev v kulturi
Ta funkcija je zlasti uporabna za dolgoročne poskuse in pri delu v okoljih z omejenim fizičnim dostopom do laboratorija. Omogoča raziskovalcem spremljanje razvoja kultur, zgodnje zaznavanje morebitnih težav ter nujne prilagoditve brez fizičnega prisotnosti v laboratoriju.
5. Sistem za nadzor pretoka plina
Nadzor pretoka plina v sistemu opravlja regulator masnega pretoka (MFC), ki:
Omogoča natančen nadzor pretoka plina: 0,3–2,0 vvm (volumetrična hitrost pretoka plina na minuto)
Omogoča tako posamezen nadzor kot tudi neprekinjeno mešanje pretokov plinov
Se integrira s sistemom sterilne filtracije za preprečevanje kontaminacije
Optimizira površino medfaznega stika plin–tekočina za učinkovit prenos kisika
Zmanjšuje velikost mehurčkov, da zmanjša strižni stres na občutljive organizme
Ta napreden sistem za nadzor plinov zagotavlja optimalne pogoje za aeracijo različnih vrst kultur, od mikrobiološkega vrenja do kultur celic z visoko gostoto.
6. Vmesnik HMI z dotikalno zaslonko
Vmesnik človek-stroj (HMI) sistema je industrijski dotikalni zaslon s premerom 10 palcev, ki:
** prikazuje in omogoča nastavitev ključnih procesnih parametrov** (temperatura, pH, raztopljen kisik, hitrost mešanja itd.)
Omogoča spremljanje temperature, pH in raztopljenega kisika v realnem času
Podpira hitrý dostop do standardnih operativnih postopkov (SOP)
Omogoča enostavno nastavitev in spremembo eksperimentalnih protokolov
Ponuja orodja za vizualizacijo podatkov za takojšnjo oceno procesa
HMI industrijske kakovosti je zasnovan za laboratorijska okolja in ponuja odpornost proti prahu, vlaji in drugim onesnaževalcem. Njegov intuitiven vmesnik zmanjšuje učenjsko krivuljo za nove uporabnike, hkrati pa izkušenim raziskovalcem omogoča napredne funkcije nadzora.
7. Modularni sistem mešalnih lopatic
MICROIPOWER VP ponuja različne impelerske glave, optimizirane za različne vrste kultur:
Impeler s tremi lopaticami: idealen za splošno mešanje in prenos kisika
Impeler s šestimi lopaticami: zagotavlja mešanje z nizkim strižnim obremenitvam za občutljive organizme
Impeler z osem lopaticami: optimiziran za aplikacije mešanja z visokim strižnim obremenitvam
Defoamirni impeler: učinkovit za nadzor penjenja brez motenja pogojev v kulturi
Izbira impelera se lahko prilagodi posebnim zahtevam kulture, od mikrobiološkega vrenja do kultur visoke gostote celic. Šestkrilna konfiguracija je zlasti priporočena za aplikacije, občutljive na strižne sile, kot so adherentne kulture celic na mikronosilcih, kjer je mešanje z nizko strižno silo (≤ 60 vrt/min) ključno za ohranitev življivosti celic.
8. Zbiralna naprava za pregraje
Dodatni opremni elementi za pregrade so na voljo kot možnost za:
Izboljšanje učinkovitosti mešanja v posodi
Povečanje hitrosti prenosa mase med plinom in tekočino ter med tekočinama
Zmanjšanje mrtvih con in izboljšanje homogenosti kulture
Povečanje učinkovitosti prenosa kisika (kLa) za 30–40 %
Zmanjšanje vpliva sten posode na pogoje v kulturi
Pregrade so še posebej uporabne pri kulturah z viskoznostjo ali pri uporabi mikronosilcev za adherentne kulture celic. Delujejo v sodelovanju s sistemom impelera za optimizacijo tokovnih vzorcev znotraj posode, kar zagotavlja enakomerno porazdelitev hranil, kisika in celic.
Tehnične specificike
| Parameter |
Specificacija |
| Material posode |
Steklo z visoko vsebino borosilikata (zglajena notranja površina Ra ≤ 0,4 μm) |
| Delovni volumeni |
1 L, 2 L, 3 L, 5 L (zmožnost SIP: 121 ℃, 15–30 min) |
| Razmerje višine in premera (H:D) |
1:1,6 (standardno), na voljo tudi po meri izdeljana razmerja |
| Sistem mešanja |
Mešalna lopatka na vrhu, 50–1000 vrt/min (natančnost ±1 vrt/min), enosmerni servomotor |
| Ravnava temperature |
4 °C do 80 °C, ±0,2 °C, termoelektrični modul Peltier |
| nadzor pH |
0–14, ±0,01, z avtomatskim dodajanjem baze/CO₂ |
| Raztopljeni kisik (DO) |
0–200 %, ±1 %, z mešanjem O₂/N₂/zraka |
| Sistem za zračenje |
Intenzivno mešanje z zrakom, 0,3–2,0 vvm (regulator masnega pretoka) |
| Filtracija plinov |
0,2 μm PTFE filtri (vhod: 37 mm; izhod: 50 mm) |
| Sistem za hrano |
štirje regulatorji mešalnikov na skupino, do šest visoko natančnih peristaltičnih črpalk na regulator |
|
Obratno delovanje in spremenljivo hitrost (0–100 % ciklus delovanja) |
| Nadzorni sistem |
Distribuirana arhitektura, podpira do osem bioreaktorjev na sistem |
|
Standardni komunikacijski protokoli za integracijo z napravami PAT tretjih oseb |
|
Krmiljenje posameznega sistema brez potrebe po zunanjem računalniku |
| Funkcije programske opreme |
SCADA z beleženjem podatkov, sledilno dokumentacijo in elektronskim podpisom |
|
Pogled in primerjava podatkov iz več serij |
|
Samodejno izvajanje referenčnih serij |
|
Integriran načrt poskusov (DoE) |
|
Podpora uvozu podatkov DoE od tretjih oseb |
|
Upravljanje uporabniških dovoljenj na več nivojih |
|
Standardni API za razvoj prilagojenih programov |
|
Skladnost s Pythonom za analizo podatkov |
| Oddaljeno dostopanje |
Podpora namiznim in mobilnim napravam |
|
Spremljanje in nadzor v realnem času |
|
Načrtovano zajemanje slik in dokumentacija |
| SKLADNOST |
GMP (2026) |
|
FDA 21 CFR Part 11 |
|
Funkcionalnost sledilnika revizije |
Zakaj izbrati MICROIPOWER VP?
Integrirana operativna učinkovitost: hkrati zagnite do 8 poskusov pri enakih pogojih prek enega samega vgrajenega vmesnika
Razširljivost: razširitev od 4 na 8 bioreaktorjev na sistem s pomočjo združevanja v skupine
Natančno nadzorovanje: natančnost industrijskega razreda v laboratorijsko prijazni obliki
Prilagodljivost: podpora tako mikrobni fermentaciji kot tudi kulturi živalskih/žuželjnih celic
Uporabniku prijazen dizajn: industrijski dotikalni zaslon velikosti 10 palcev omogoča neposredno, lokalno upravljanje na napravi
Podatkovno bogato okolje: izčrpna beleženja podatkov in orodja za analizo
Pripravljenost za skladnost: usklajen z veljavnimi predpisi GMP in FDA za regulirana okolja
Stroškovno učinkovit: vse-v-enem dizajn odpravlja potrebo po zunanjem povezovanju z računalnikom
Uporabe in znanstvena vrednost
1. Mikrobiološko fermentacija
MICROIPOWER VP je zasnovan za natančno nadzorovanje mikrobioloških fermentacijskih procesov, kar raziskovalcem omogoča optimizacijo rastnih pogojev in maksimizacijo izkoriščanja za širok spekter uporab.
Studije primerov:
Optimizacija fermentacije Lactobacillus casei:
Dosežite dosledno proizvodnjo mlečne kisline z realno časovnim nadzorom pH (natančnost ±0,01)
Optimizirajte izkoriščanje virov ogljika z visokonatančnimi peristaltičnimi črpalkami
Zanesljivo povečajte obseg proizvodnje od laboratorijske do industrijske ravni
Razvoj fermentacijskega procesa Aspergillus oryzae:
Maksimirajte proizvodnjo encimov (npr. proteaz in amilaz)
Optimizirajte rastne pogoje z metodami DoE (načrtovanje poskusov)
Uvedite avtomatizirane strategije dotakanja za dosledno delovanje
Visokogostotna fermentacija Escherichia coli:
Doseži visoke optične gostote (OD600 do 120)
Ohrani stalne ravni raztopljenega kisika (> 30 %)
Integriraj z orodji PAT za napredno spremljanje
2. Kultivacija celic
MICROIPOWER VP je prav tako zelo primeren za kultivacijo živalskih in insektnih celic, vključno z lebdečimi in pripetimi celičnimi linijami.
Studije primerov:
Kultivacija insektnih celic (SF9, HSV-1):
Podpira kultivacijo insektnih celic pri visoki gostoti
Uvede natančno regulacijo temperature za optimalno izražanje beljakovin
Integriraj z orodji PAT za napredno spremljanje
Kultivacija sesalskih celic (293T, CHO-K1):
Doseči suspenzijske kulture z visoko gostoto celic
Ohranjati stalne vrednosti pH in koncentracije raztopljenega kisika
Uvedite avtomatizirane strategije dotakanja za dosledno delovanje
Suspenzijska kultura Vero celic z visoko gostoto:
Doseči visoko gostoto celic (do 1,5 × 10⁷ celic/mL)
Podpirati proizvodnjo cepiv
Uvede natančno regulacijo temperature za optimalno izražanje beljakovin
Adherentna kultura celic na mikronosilcih:
Podpirati adherentne kulture celic z visoko gostoto (do 10⁷ celic/mL)
Uvesti pogoje mešanja z nizkim strižnim obremenitvami (≤ 60 vrt/min)
Integriraj z orodji PAT za napredno spremljanje
Suspenzijska kultura z visoko gostoto (293T, CHO-K1):
Doseči visoko gostoto celic (do 10⁹ celic/mL)
Podpira proizvodnjo rekombinantnih beljakovin
Uvede natančno regulacijo temperature za optimalno izražanje beljakovin
Zaključek
MICROIPOWER VP predstavlja pomemben napredek v tehnologiji vzporednih bioreaktorjev, saj združuje natančnost in nadzor industrijskih sistemov z udobjem in dostopnostjo laboratorijskih instrumentov. Njegova integrirana konstrukcija z vgrajenim industrijskim dotikovnim zaslonom poenostavi upravljanje, hkrati pa ohranja popoln nadzor nad ključnimi parametri. Možnost hkratnega nadzora do 8 bioreaktorjev naredi ta sistem idealno izbiro za raziskave z visoko zmogljivostjo in razvoj procesov.
Za uporabnike, ki potrebujejo izvajanje vzporednih poskusov brez zapletenosti zunanjega povezovanja z računalnikom, MICROIPOWER VP ponuja robustno in uporabniku prijazno rešitev. Njegove natančne regulacijske možnosti, vključno s temperaturno regulacijo na osnovi Peltierjevih elementov, visokonatančnimi peristaltičnimi črpalkami ter napredno regulacijo pretoka plinov, zagotavljajo dosledno zmogljivost vseh enot. Poleg tega je sistem skladen z zahtevami GMP in FDA 21 CFR del 11, zato je pripravljen za uporabo v reguliranih okoljih.
