Mõtle olukorrale, mida teab iga bioprotsesside uurija: katse kulges laboris valatult, parameetrid olid paigas ja rakud käitusid ootuspäraselt. Kui aga kolleeg proovib sama protokolli järgi katset korrata – või proovite seda ise nädalaid hiljem –, on tulemused erinevad. Kui katse õnnestub, kuid seda pole võimalik korrata, siis mis läks tegelikult valesti?
Aastaid on biotehnoloogias tuginenud teadusmärkmikele, Exceli tabelitele ja käsitsi täidetud dokumentidele. Kahjuks räägivad salvestatud protsessiandmed vaid poole kogu loost. See, kuidas protsess on konfigureeritud ja tegelikult ellu viidud, määrab tehnoloogia ülekande ning korduvuse edu.
Šveitsi tipptootja INFORS HT võttis selle mure uue Multifors 3 lauapealse bioreaktori väljatöötamisel oma keskseks eesmärgiks.
Miks läheb bioprotsesside reprodutseeritavusega nii tihti nihu?
Rakukultuuri või mikrobiaalse fermentatsiooni üleviimine inkubaatorloksuti kasvukolvist bioreaktorisse ei ole pelgalt mastaabi suurendamine. Iga üleminek toob kaasa väljakutsed:
-
Hapnikuülekanne (OTR) ja gaaside segamine
-
Täpne pH reguleerimine ja CO2 haldamine
-
Segamiskiirused ja nihkejõud
-
Andmete ja kontrollstrateegia korduvus
Suurim komistuskivi peitub protsessi soorituses, mitte üksnes parameetrite ülekandmises. Kui teadlane vahetab seadet või annab projekti üle kolleegile, liiguvad kaasa tavaliselt vaid põhiseaded (setpoint’id). PID-seadistused, kaskaadid, andurite metaandmed ja riistvara täpne konfiguratsioon jäävad sageli pabermärkmikesse või kaovad üldse.
Et tagada reprodutseeritavus erinevate operaatorite, katseseeriate ja laborite lõikes, tuleb hallata, dubleerida versiooni ja auditeerida täielikku kontrolleri konfiguratsiooni koos dokumentatsiooniga.
INFORS HT Multifors 3: Täielik juhtimisstrateegia igas katses
Multifors 3 on kompaktne lauapealne bioreaktor (töömahuga 100 ml kuni 10 litrit), mis toetab nii rakukultuuri, perfusiooni, geeniteraapia vektorite tootmist kui ka mikrobiaalset fermentatsiooni.
Süsteemi põhiidee on lihtne: bioreaktori juurde kuulub täielik juhtimisstrateegia, mis liigub protsessiga alati kaasas.
[ Algne katse / Retsept ]
│
▼
[ Täielik juhtimisstrateegia ] ──► (PID-sätted + Kaskaadid + Metaandmed)
│
▼
[ Automaatne ülekanne ] ───────► (Multifors 3 + eve® tarkvara)
│
▼
[ Reprodutseeritav tulemus igas laboris ]Multifors 3 salvestab ja viib ellu terve kontrollerstrateegia – PID-seadistustest ja pumba eelseadistustest kuni andurite metaandmeteni. Protsessi ülekandmisel liigub kogu see info kadudeta kaasa.
eve® bioprotsessi tarkvara: Intelligentsus reaktori taga
Riistvara üksi ei tagaks täielikku korduvust. Multifors 3 südameks on eve® bioprotsessi tarkvara, mis toimib süsteemi digitaalse mäluna.
-
Täielik protsessikirje: eve® jäädvustab reaalajas setpoint’id, kaskaadid, alarmid ja bioloogilised andmed kõikidelt labori reaktoritelt.
-
Automaatne konfigureerimine: bioprotsesside spetsialist loob retsepti üks kord, defineerib eelseadistused ning Multifors 3 rakendab need automaatselt kõigile reaktori sateliitüksustele paraleelselt.
-
Lihtne integratsioon: Kasutades REST API liidest, ühildub eve® sujuvalt olemasolevate LIMS- või muu sarnase süsteemidega. Ühelt platvormilt saab hallata ja jälgida kuni 99 paralleelset partiid.
Paralleelne töö ja pikaajaline perfusioonikultuur
Multifors 3 võimaldab juhtida kuni kuut reaktorit korraga ühelt puuteekraanilt. See vähendab käsitööst tingitud vigu ja hoiab katseseeria sisese varieeruvuse minimaalsena. Süsteem toetab nii klaasanumaid kui ka mitmete tuntud tarnijate ühekordselt kasutatavaid anumaid (single-use).
Praktiline näide: 23-päevane CHO rakukultuuri perfusioonikatse
Nõudlikus rakendusnäites kasvatati NIST CHO rakke 23 päeva jooksul Multifors 3 Perfusion Package abil:
-
Rakkude tihedus püsiti tasemel 23–30 × 10⁶ rakku/ml ja 2 VVD juures.
-
Rakusobivus (elulemus) püsis kogu katse vältel üle 95%.
-
Mahu ja söötmiskiiruse gravimeetriline kontroll toimus sujuvalt otse kontrolleriga ühendatud kaaludelt.
Mida ütlevad valdkonna eksperdid?
“Meie protsessid vajavad kõrget hapnikuülekannet ja tõhusat soojuse eemaldamist. Multifors 3 võimaldas meil saavutada järjepidevalt väga kõrgeid rakkude tihedusi. Eve® tarkvara paindlikkus võimaldab programmeerida keerulisi fermentatsioonistrateegiaid ja rakendada reaalajas pehmeid sensoreid.”
— Xavier Garcia Ortega, Universitat Autònoma de Barcelona bioprotsessiinseneeria dotsent
“Pideva bioprotsessi keerukusest hoolimata suutis Multifors 3 arhitektuur minimeerida riistvara ja IT-integratsiooni väljakutseid, võimaldades saavutada stabiilsed püsiseisundi tingimused pikaajalistes katsetes.”
— Giovanni Ceresa, FHNW Farmatehnika ja Biotehnoloogia Instituudi teadusassistent
“INFORS HT Multifors 3 on osutunud väga tõhusaks lahenduseks nii AAV kui ka LVV viirusvektorite tootmisel. Läbimõeldud peaplaadi disain ja võimas tarkvara tagavad täpse protsessikontrolli.”
— Matt Ercolino, Kyfora Bio by Polysciences vanemlaborijuht
Tulevikukindel ja avatud platvorm sinu laborile
Multifors 3 on ehitatud avatud arhitektuurile, suheldes välismaailmaga OPC UA ja REST API protokollide kaudu. Lisaks toetab süsteem FAT/SAT kvalifikatsiooni ning vastab GMP-keskkondade rangetele nõuetele.
Reprodutseeritavus ei ole biotehnoloogias lihtsalt mugavus – see on teadustöö usaldusväärsuse ja tootmisprotsessi kiirendamise alus.
Soovid tõsta oma labori bioprotsessid uuele tasemele?
G.W. Berg OÜ on INFORS HT ametlik esindaja ja edasimüüja Eestis.
👉 Võta meiega ühendust ja leiame koos just teie labori vajadustele vastava bioreaktori ja tarkvaralahenduse.