Multifors 3 je modulární stolní bioreaktorová platforma INFORS HT pro vývoj mikrobiálních i buněčných bioprocesů. V jednom systému kombinuje pracovní objemy od 100 ml do 10 l, skleněné i vybrané single-use nádoby, pokročilé řízení procesu a možnost paralelního provozu až šesti bioreaktorů.
Multifors 3 představuje novou generaci laboratorních bioreaktorů INFORS HT pro vývoj, optimalizaci a scale-up mikrobiálních i buněčných bioprocesů. Namísto systému určeného pouze pro jednu konkrétní velikost nebo typ kultivace je koncipován jako modulární platforma, kterou lze přizpůsobovat měnícím se požadavkům laboratoře.
Jednou z nejvýraznějších vlastností Multifors 3 je mimořádně široký rozsah pracovních objemů. Pro skleněné kultivační nádoby jsou k dispozici pracovní objemy od 100 ml až do 10 litrů. Uživatel může volit mezi nádobami s maximálním pracovním objemem 250 ml, 500 ml, 1 l, 2,5 l, 5 l a 10 l. Vedle klasických autoklávovatelných skleněných nádob podporuje systém také vybrané single-use bioreaktory výrobců Eppendorf, Sartorius a Merck. Stejná řídicí platforma tak může doprovázet proces od malého laboratorního screeningu až po větší vývojové kultivace.
Multifors 3 lze nakonfigurovat pro mikrobiální fermentace i buněčné kultury. Podle aplikace se liší pohon, míchadla, strategie vzdušnění i způsob regulace jednotlivých procesních parametrů. Plynový systém může pracovat se vzduchem, O₂, N₂ a CO₂ a umožňuje konfiguraci až osmi hmotnostních průtokoměrů. Díky tomu lze připravit jak jednodušší mikrobiální konfiguraci, tak komplexní plynové strategie pro kultivaci savčích buněk.
Výrazně přepracovaný je také systém dávkování. Základní jednotka nabízí několik pozic pro integrovaná peristaltická čerpadla různých velikostí a konfigurace může podle aplikace obsahovat až osm čerpadel pro jednu kultivační nádobu. Multifors 3 tak lze připravit nejen pro standardní batch a fed-batch kultivace, ale také pro dlouhodobé kontinuální procesy a perfuzi. Pro perfuzní buněčné kultury je k dispozici samostatný Perfusion Package s řízeným čerpadlem, průtokoměrem a tlakovými senzory.
Důležitou součástí platformy je také rozsáhlá podpora procesní analytiky. Vedle standardního měření pH a pO₂ lze systém rozšířit například o online měření celkové nebo živé buněčné hustoty, redox potenciálu, vodivosti, pCO₂, koncentrace glukózy nebo analýzu O₂ a CO₂ ve výstupních plynech. Připojit lze také laboratorní váhy a další periferní zařízení.
Jedna základní jednotka může současně řídit dva bioreaktory. Pomocí dalších satelitních jednotek lze z jednoho 18,5" dotykového panelu ovládat až šest bioreaktorů. Multifors 3 je proto vhodný jak pro jednotlivé experimenty, tak pro paralelní kultivace, porovnávání různých procesních podmínek, screening a vývoj robustních kultivačních strategií.
Velký důraz klade INFORS HT také na reprodukovatelnost a přenos procesů. Ve spojení se softwarem eve® se neukládají pouze žádané hodnoty jednotlivých parametrů, ale také kompletní strategie řízení zahrnující nastavení regulátorů, PID parametry, kaskády, hardwarovou konfiguraci a informace o použitých senzorech. Při opakování experimentu nebo přenosu procesu lze proto reprodukovat nejen cílové hodnoty, ale celé nastavení bioreaktoru.
Samotné řízení procesu přitom není závislé na trvalém spojení se softwarem eve®. Multifors 3 dokáže naplánovanou kultivační strategii provádět autonomně a při dočasném výpadku síťového spojení pokračuje v řízení procesu. Naměřená data se lokálně ukládají a po obnovení komunikace se automaticky synchronizují.
Pro integraci do laboratorní infrastruktury využívá Multifors 3 otevřená komunikační rozhraní včetně OPC UA a propojení se softwarem eve®. Platforma je navržena tak, aby bylo možné postupně přidávat další senzory, periferie a nové typy workflow bez nutnosti měnit celý bioreaktorový systém.
Multifors 3 pokrývá mimořádně široký rozsah pracovních objemů od 100 ml až do 10 litrů. K dispozici jsou skleněné kultivační nádoby s maximálním pracovním objemem 250 ml, 500 ml, 1 l, 2,5 l, 5 l a 10 l.
Na stejné bioreaktorové platformě tak lze provádět malé screeningové experimenty, vývoj a optimalizaci procesu i následný scale-up do několikalitrového měřítka. Jednotné řízení a podobná koncepce jednotlivých konfigurací usnadňují přenos procesu mezi různými pracovními objemy bez nutnosti přecházet na jiný typ bioreaktoru.
Pro reprodukovatelný bioproces nestačí znát pouze cílové hodnoty teploty, pH nebo pO₂. Výsledek ovlivňuje také způsob, jakým na jejich změny bioreaktor reaguje – například nastavení PID regulace, regulačních kaskád a dalších částí řídicího systému.
Multifors 3 ve spojení se softwarem eve® umožňuje plánovat, ukládat a dokumentovat kompletní řídicí strategii procesu. Vedle receptury a setpointů zahrnuje také nastavení regulátorů, hardwarovou konfiguraci a další procesní parametry. Při opakování experimentu nebo přenosu procesu tak lze vycházet ze stejného způsobu řízení, nikoliv pouze ze stejné sady cílových hodnot.
Multifors 3 lze nakonfigurovat pro dlouhodobé perfuzní kultivace buněčných kultur. Integrovaná peristaltická čerpadla mohou zajišťovat přívod média, odvod permeátu, bleed i dávkování korekčních roztoků a přímé připojení laboratorních vah umožňuje gravimetrické řízení objemu a dávkování.
Pro perfuzní procesy je k dispozici také samostatný Perfusion Package s čerpadlem Levitronix, průtokovým a tlakovými senzory a příslušenstvím pro napojení externí TFF smyčky. Ve spojení se softwarem eve® lze řídit například perfuzní rychlost, pracovní objem nebo automatický bleed podle online měření biomasy.
Funkčnost tohoto uspořádání byla ověřena při 23denní perfuzní kultivaci NIST CHO buněk ve spolupráci INFORS HT a FHNW, během které systém udržoval stabilní perfuzní proces a viabilitu buněk nad 95 %.
Základní jednotka Multifors 3 umožňuje současný provoz dvou kultivačních nádob. Přidáním satelitních jednotek lze systém rozšířit až na šest bioreaktorů řízených z jednoho 18,5" dotykového panelu.
Jednotlivé bioreaktory přitom nemusí sloužit stejnému účelu. Sestavu lze nakonfigurovat s různými velikostmi kultivačních nádob a využít ji například jako soubor bioreaktorů pro jednotlivé kroky upstream vývoje a scale-upu. Stejně dobře ale může být všech šest pozic osazeno shodně a pracovat paralelně při screeningu, optimalizaci procesu nebo porovnávání různých kultivačních podmínek.
Multifors 3 tak může v jedné platformě nahradit několik samostatných bioreaktorů různých velikostí nebo fungovat jako paralelní systém pro více současně probíhajících kultivací.
Parametr
Provedení
Maximální pracovní objem
Minimální pracovní objem
Rozsah otáček
Regulace teploty
Peristaltická čerpadla
Vzdušnění
Rozměry základní jednotky (V x Š x H)
Hmotnost základní jednotky
Multifors 3
M (mikroorganismy) / C (buněčné kultury)
0,25 / 0,5 / 1 / 2,5 / 5 / 10 l
0,1 / 0,2 / 0,33 / 0,83 / 1,75 / 3,3 l
až 1600 RPM (M) / až 650 RPM (C)
10 - 60 °C (sklo) / 10 - 40 °C (single-use)
až 8 integrovaných
vzduch / O2 / N2 / CO2; až 8 MFC
881 x 644 x 421 mm
cca 68 kg (plná výbava s HMI)
Švýcarský výrobce třepaček a bioreaktorů, kterého výhradně zastupujeme v České republice a na Slovensku.
Více o výrobci