Der 2mag bioREACTOR ist ein neu entwickelter, extrem platzsparender und benutzerfreundlicher Bioreaktorblock mit 48 parallelisierten Minireaktoren.
Die hohe Parallelisierung ermöglicht eine einfache Realisierbarkeit von Hochdurchsatz-Fermentationen im Bereich der Biotechnologie, Chemie und Pharmazie. Dadurch können sowohl Entwicklungszeiten als auch Entwicklungskosten für neue Produktionsprozesse deutlich reduziert werden. Die Miniaturisierung in den niedrigen Milliliter-Maßstab (8-15 ml) gewährleistet zudem eine signifikante Material- und Kostenersparnis.
Der 2mag bioREACTOR zeichnet sich besonders durch den exakt kontrollierbaren Drehzahlbereich mit automatischem Rührstabüberwachung sowie der nicht-invasiven Echtzeitmessung von pH und Gelöstsauerstoff (DO) aus. Die Begasung und Durchmischung der einzelnen Kulturgefäße erfolgt durch gasinduzierende, induktiv angetriebene Magnetrührorgane.
Die sterile Kopfraumbegasung verhindert Kreuz- und Fremdkontaminationen und ermöglicht die Kultivierung von aeroben sowie anaeroben Mikroorganismen.
Präzise definierte verfahrenstechnische Parameter und der zu klassischen Rührkesselreaktoren vergleichbare Leistungs- und Sauerstoffeintrag (kLa > 0,4 s-1) gewährleisten eine einfache und zugleich zuverlässige Skalierung der Ergebnisse.
Neben dem Betrieb als Einzelgerät (Stand-Alone) kann der bioREACTOR 48 zudem auch vollautomatisiert durch Integration in einen Pipettierroboter betrieben werden.
Temperierung
Die Temperatur des Bioreaktorblocks wird über einen internen Pt100 Fühler erfasst und kann extern über ein Thermostat geregelt werden. Um Verdunstungsverluste zu minimieren kann zudem der Kopfraum der Reaktionsgefäße mit einem Rückflusskühler gekühlt werden. Das verdunstete Wasser kondensiert und verbleibt somit im Kulturgefäß. Der bioRAECTOR mit Optosensorik kann von 10°C bis 50°C betrieben werden. Ohne Einsatz der Sensorik sind Temperaturen von 0°C bis 65°C möglich.
Arbeitsvolumen
Das Arbeitsvolumen der Kulturgefäße liegt zwischen 8 und 15 Millilitern. Dies ermöglicht eine mehrfache Probenahme ohne das Fermentationsvolumen stark zu minimieren aber auch genug Kapazität für die Zugabe von pH-Korrekturmitteln oder Substraten.
Echtzeitmessung von pH und DO
pH und Gelöstsauerstoff können während der gesamten Versuchsdauer in Echtzeit über eine nicht-invasive Optosensorik erfasst werden. Hierfür sind die Reaktionsgefäße mit kleinen Sensorspots (pH- und O2-sensitiver Lumineszenzfarbstoff) am Boden ausgestattet. Die Messung erfolgt fluorometrisch durch Anregung mit Licht und Messung der Abklingzeit (DLR=Dual Lifetime Referencing Prinzip, PreSens GmbH). Der Messbereich liegt für den pH zwischen 4,0 und 7,5 und für den Gelöstsauerstoff bei 0 bis 50 % O2.
Reaktionsgefäße (Disposables)
Die mit Sensorpunkten ausgestatteten Einweg-Kulturgefäße sind aus Polystyrol gefertigt und im 2er Set steril verpackt. Dies ermöglicht ein zeitsparendes und einfaches Arbeiten Bestücken des bioREACTOR. Die spezielle Geometrie der Gefäße mit Strömungsbrechern führt in Kombination mit den eingesetzten Rührkörpern zu einer sehr guten Durchmischung des Mediums und zu hohen Sauerstoffeinträgen.
Begasung
Die kontinuierliche Gasversorgung des bioREACTOR kann über eine Gasmischstation realisiert werden. Abhängig von den eingesetzten Gasen (O2, N2, Luft) sind so aerobe als auch anaerobe Kultivierungen möglich. Der Gaseintrag ins Medium und die Durchmischung der einzelnen Gefäße erfolgen passiv durch gasinduzierende, induktiv angetriebene Magnetrührorgane. Über die Rührerdrehzahl kann die Begasungsrate gesteuert werden.
Rührstabüberwachung
Bei sehr hohen Zelldichten oder einem hohen Anteil an Feststoffen im Medium kann es in seltenen Fällen dazu kommen, dass vereinzelt Rührorgane ausfallen. Dies wird innerhalb weniger Sekunden über spezielle Sensoren detektiert und ein Neustart aller Rührkörper automatisch ausgelöst. Die Rührstabüberwachung gewährleistet somit einen sicheren Versuchsverlauf.
Intelligente Software
Die Stand-alone Software ermöglicht den parallelen Betrieb mehrerer bioREACTOR 8 und/oder bioREACTOR 48 Einheiten. Gleichzeitig können bereits abgeschlossene mit neuen laufenden Versuchen verglichen werden.
Autoklavierbarkeit und Sterilität
Alle mit dem Medium in Kontakt kommenden Teile sind autoklavierbar oder steril verpackte Einwegmaterialien. Die Gashaube des bioREACTOR mit den fixierten Rührkörpern ist vollständig autoklavierbar. Der komplette Bioreaktorblock ist zudem mit Ethanol sterilisierbar. Die Einweg-Kulturgefäße sind steril verpackt und werden nach dem Versuch verworfen. Während des Versuchs verhindert die sterile Kopfraumbegasung eine Kreuz- und/oder Fremdkontamination.
Skalierbarkeit
Die genauestens definierte Geometrie der Rührkörper, die präzise charakterisierten verfahrenstechnische Parameter sowie der zu klassischen Rührkesselreaktoren vergleichbare Leistungs- und Sauerstoffeintrag (kLa > 0,4 s-1) durch die Magnetrührkörper ermöglichen eine einfache Skalierung der Ergebnisse in den Litermaßstab.
Automatisierung
Der bioREACTOR kann als Desktopgerät (Stand-alone) oder vollautomatisiert durch Integration in einen Pipettierroboter betrieben werden. Die Integration ermöglicht eine Kontrolle des pH, Zugabe von Substrat sowie Probenahme aus den Kulturgefäßen. Damit können Feeding-Strategien untersucht werden, eine OD Messung (atline) erfolgen oder Probe für weitere Versuche entnommen werden.
Vorteile
Hohe Parallelisierung Optimales Arbeitsvolumen (8 - 15 ml) Temperierung bis +50°C (mit Sensorik) oder bis 65°C (ohne Sensorik) Einfaches Handling durch Disposables Nicht-invasive Echtzeitmessung von pH und DO Hoher Sauerstoffeintrag Rührstabüberwachung Intelligente Software für den Parallelbetrieb Automatisierbar Hohe parallele und sequentielle Reproduzierbarkeit Einfache Skalierbarkeit in den Litermaßstab
| bioREACTOR | ||
| Rührstellen | 48 | |
| Rührstellenabstand | 35 mm | |
| Werkstoff Block | Aluminium, hard-coated | |
| Breite | 240 mm | |
| Länge (mit PreSens-Messriegeln) | 367 mm | |
| Höhe | 135,5 mm (ohne Gummifüße); 138,6 mm (mit Gummifüßen) | |
| Produktgewicht | 12,0 kg | |
| Anschlußwert | 230 V / 60 Hz oder 115 V / 50 - 60 Hz | |
| Schutzart | IP31 | |
| Kulturgefäße | ||
| Arbeitsvolumen | 8 - 15 ml | |
| Material | Polystyrol (PS) | |
| Temperatur Rührblock | ||
| Zul. Betriebstemperatur (mit Sensorik) | +10 °C bis +50 °C (bei 60% Luftfeuchte) | |
| Zul. Betriebstemperatur (ohne Sensorik) | 0 °C bis +65 °C (bei 60% Luftfeuchte) | |
| Durchmischung | ||
| Rührer | gasinduzierende Magnetrührkörper | |
| Drehzahlbereich | 100 - 4.000 rpm | |
| Begasung | ||
| Begasungsrate | 4,8 l/min | |
| Echtzeitmessung | ||
| pH-Bereich | 4,0 bis 7,5 | |
| DO-Bereich | 0 - 50 % O2 | |
| Bestell-Nr. | 100730 | |
| bioREACTOR | bioREACTOR 48 | bioREACTOR 8 |
| Rührstellen | 48 | 8 |
| Rührstellenabstand | 35 mm | |
| Werkstoff Block | Aluminium, hard-coated | |
| Breite | 240 mm | 65 mm |
| Länge (mit PreSens-Messriegeln) | 367 mm | |
| Höhe | 135,5 mm (ohne Gummifüße); 138,6 mm (mit Gummifüßen) | |
| Produktgewicht | 12,0 kg | 3,1 kg |
| Anschlußwert | 230 V / 60 Hz oder 115 V / 50 - 60 Hz | |
| Schutzart | IP31 | |
| Kulturgefäße | ||
| Arbeitsvolumen | 8 - 15 ml | |
| Material | Polystyrol (PS) | |
| Temperatur Rührblock | ||
| Zul. Betriebstemperatur (mit Sensorik) | +10 °C bis +50 °C (bei 60% Luftfeuchte) | |
| Zul. Betriebstemperatur (ohne Sensorik) | 0 °C bis +65 °C (bei 60% Luftfeuchte) | |
| Durchmischung | ||
| Rührer | gasinduzierende Magnetrührkörper | |
| Drehzahlbereich | 100 - 4.000 rpm | |
| Begasung | ||
| Begasungsrate | 4,8 l/min | 0,8 l/min |
| Echtzeitmessung | ||
| pH-Bereich | 4,0 bis 7,5 | |
| DO-Bereich | 0 - 50 % O2 | |
| Bestell-Nr. | 100730 | 101530 |
Aerobe und anaerobe Kultivierung von Bakterien, Hefen und Pilzen Evaluierung geeigneter Produktionsstämme (Stammentwicklung) Medienscreening und -optimierung Optimierung der Prozessführung (manuelles Satzverfahren oder automatisiertes Satzverfahren sowie Zulaufverfahren durch Integration in Pipettierroboter) Wachstumsuntersuchungen Gen- und Proteinexpressionsstudien Viabilitätstests Inhibierungs- und Toxizitätsuntersuchungen Enzymessays Qualitätskontrolle Auch für chemische und enzymatische Reaktionen einsetzbar