bioREACTOR 48

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 bioREACTOR 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 %.

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 (k_La > 0,4 s^-1) durch die Magnetrührkörper ermöglichen eine einfache Skalierung der Ergebnisse in den Litermaßstab.

Automatisierung
Der bioREACTOR kann vollautomatisiert durch Integration in einen Pipettierroboter betrieben werden. Die Integration ermöglicht die Kontrolle des pH, Zugabe von Substrat sowie Probenahme aus den Kulturgefäßen. Somit können Feeding-Strategien untersucht, eine OD-Messung (atline) durchgeführt oder Probe für weitere Versuche entnommen werden.
Für die Integration stellen wir gerne Kontakt zu unserem erfahrenen Kooperationspartner Hamilton Bonaduz AG her. Eine speziell für den 2mag bioREACTOR 48 entwickelte Docking Station ermöglicht den einfachen und fehlerfreien Anschluss aller wasserführender und elektrischer Leitungen des bioREACTOR und eine einfache und robuste Integration auf dem Robotertisch .
Darüber hinaus, ermöglicht eine vollkommen neue Prozesskontrollsoftware die verschiedenen Aufgaben (Tasks: Probenahme, Feeding, pH Korrektur,…) optimal zu koordinieren und alle Prozessdaten zu speichern und visualisieren.