Параллельные ферментеры

Параллельный биореактор

Биологические параллельные реакторы оснащены передовым управлением биологическими процессами и автоматизированными операциями, подходящими для исследований и разработок в области клеточной культуры и микробиологии. Управление параллельными процессами, точный контроль всех соответствующих параметров, пользовательские схемы и множество автоматизированных программ управления и другие характеристики делают процесс более быстрым и эффективным; Такие, как микроорганизмы, фотосинтетические бактерии, млекопитающие, клетки человека, применение стволовых клеток и исследования процессов биотоплива и биосинтеза.

Что такое параллельный биореактор? Проще говоря, суть состоит в том, чтобы объединить несколько реакторов, но реализовать настройку синхронизации параметров нескольких биореакторов (ферментеров), синхронный запуск, синхронную остановку, синхронный калибровочный датчик, синхронную стерилизацию питательной среды и другие условия работы синхронизации, чтобы поддерживать высокую степень согласованности параметров и повторяемость результатов. Почему параллельные биореакторы? Одной из основных характеристик синтетической биологии является квантование высокой частоты, что требует высокой степени параллелизма и согласованности между образцами для обеспечения сопоставимости и надежности результатов. Тем не менее, традиционные мультиплексные ферментеры просто соединяют несколько ферментеров вместе, каждый из которых имеет параметры настройки, запуска, остановки, калибровки, приготовления и стерилизации питательной среды и т. Д. Все еще работает отдельно, эти операции между резервуаром и резервуаром не имеют синхронизации и согласованности условий, в результате чего большая ошибка. Таким образом, для высокопроизводительных процессов ферментации только параллельные биореакторы могут удовлетворить потребности в обработке высокопроизводительных образцовЕдинообразие элементов.

Параллельность - сочетание аппаратного и программного обеспечения

« Параллельность» - это комплексный индикатор для измерения производительности параллельных биореакторов, аппаратная основа которых основана на стабильности (stability) и согласованности (consistency) исполнительных элементов, таких как насосы, клапаны и другие детекторы, такие как приборы и трансформаторы, а также надежности системы управления (robustness). Основными функциями параллельных биореакторов являются экспериментальный дизайн (DoE) и скрининг высокого потока (high - throughput screening), который генерирует огромное количество данных в процессе использования. Параллельные биореакторы должны быть оснащены мощной системой управления данными (data management system). В то же время, работа параллельных биореакторов имеет большую рабочую нагрузку и подвержена ошибкам, программное обеспечение, поддерживающее параллельные биореакторы, должно быть очень автоматизированным и интеллектуальным. Сочетание программного и аппаратного обеспечения - это душа параллельного биореактора и фундаментальное различие между параллельным биореактором и несколькими независимыми реакторами.

Различия между « параллельными биореакторами » и « мультиреакторами »

Небольшие лаборатории или ферментеры имеют более чем одно реакторное оборудование. Разве использование этих реакторов для одного и того же эксперимента или даже для экспериментального проектирования не равносильно параллельному биореактору? Очевидно, нет. Даже если несколько биореакторов одного производителя вместе, все условия работы одинаковы, сырье и штаммы одинаковы, но результаты всегда разные, несколько устройств могут быть выше среднего уровня, а другие ниже среднего. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что « толпа», состоящая из нескольких реакторов, не может быть названа параллельным биореактором или, по крайней мере, не соответствует нашему определению параллельного биореактора или не отвечает требованиям количественного анализа для наиболее важных применений параллельного биореактора, таких как DOE,

Ключевые детерминанты « параллельности» параллельных биореакторов:

Поверхность кажется « одним и тем же оборудованием и операцией», почему фактические эффекты будут сильно различаться? На самом деле, независимо от того, является ли оборудование или операция, не может сделать то же самое. Всегда есть ошибка в установке размера перемешивающего весла, точность прибора ограничена, передача аналогового количества имеет потери. Эти тонкие ошибки кажутся незначительными, но для микроорганизмов, особенно для таких бактерий, как E. Coli, которые могут делиться один раз за 20 минут, тонкие различия между оборудованием и операцией также передаются от поколения к поколению, экспоненциальное увеличение. Даже в идеальном случае, если предположить, что все аппаратные средства одинаковы, движение и возмущение жидкости случайны, а действия контроллера замкнутого цикла, следовательно, случайны. Большие ферментеры оборудования, время смешивания может занять десятки минут или даже больше, макроскопические условия работы и локальные измерительные параметры не могут представлять окружающую среду, которую могут чувствовать бактерии. С статистической точки зрения, многие бактерии размножаются в течение поколений или даже поколений, не испытывая реальных условий работы. Так называемый потерянный процент, ошибка тысячи миль, каждый ферментер, день за днем, чтобы проверить эффект бабочки. Таким образом, стремление к параллелизму параллельных биореакторов не имеет конца, и создание настоящих параллельных биореакторов не является одномоментным процессом. Требуется глубокое понимание всего оборудования и принципов работы всех компонентов, таких как разделение сильных и слабых электрических токов, защита от помех сигналов датчиков, таких как электроды; Контроль одного и того же параметра между цистернами осуществляется из одного и того же модуля с более точным управлением и меньшими различиями; Количество цистерн может увеличиваться или уменьшаться свободными группами, и кривые параметров для нескольких цистерн в параллельных биореакторах являются более последовательными, параллельными и повторяющимися, чем для нескольких цистерн или нескольких отдельных цистерн; При контроле одних и тех же параметров кривые параметров различных цистерн совпадают по высоте.

Технические характеристики:

1. Параллельное управление 2 ~ 48 цистернами, количество цистерн произвольно увеличивается, модульное увеличение строительных блоков, без сложных ссылок, прямая сетевая линия может контролироваться.

2. Объем цистерны гибкий и необязательный, 250 мл / 500 мл / 1000мл произвольно сочетается, взаимозаменяемый, основание универсальное.

Модульная конструкция контроллера, гибкая конфигурация в соответствии с различными экспериментальными потребностями

Каждая цистерна может самостоятельно регулировать температуру, перемешивать, pH、DO、 Дополнения, пенообразование, вентиляция (включая настраиваемый каскадный контроль)

5, можно настроить ползучий насос для точного управления количеством пополнения, реализации партии, потока плюс, непрерывной и оросительной культуры

6. Расширяемая плотность клеток, анализ выхлопных газов, онлайн - тестирование глюкозы, взвешивание добавок и другие функциональные модули

Программное обеспечение MC - bio Big Data Analytics обеспечивает усовершенствованное управление процессами и анализ данных для поддержки экспериментального проектирования DOE

Применение:

• Микробная ферментация (бактерии, дрожжи, грибки)

• Культура взвешенных клеток (млекопитающих, растений, насекомых)

• Использование микроносителей для культивирования клеток, прикрепленных к стенкам

• Оптимизация среды, клонирование скрининга

• Мелкая экспрессия белка, экспрессия антител

• Разработка и оптимизация процессов

Технические параметры: