Sartorius BIOSTAT A
Настольный автоклавируемый биореактор с рабочим объёмом 1-10 л, контролем pH, DO, температуры и перемешивания. Платформа BioPAT MFCS/DA для управления процессом и сбора данных. Предназначен для разработки процессов (process development) и масштабирования культивирования микроорганизмов и клеток млекопитающих.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Настольный автоклавируемый биореактор/ферментёр |
| Масса | ~30 кг (контроллер) |
| Датчики | pH (гелевый/оптический), DO (поляр./оптический), T (Pt100) |
| Точность pH | ±0,05 единиц |
| Форм-фактор | Настольный |
| Стерилизация | Автоклавирование (121 °C, 20 мин) |
| Рабочий объём | 1-10 л (стеклянные сосуды 2, 5, 10 л) |
| Газоснабжение | Воздух, O₂, CO₂, N₂ (ротаметры / MFC) |
| Скорость мешалки | 50-1200 об/мин |
| Программное обеспечение | BioPAT MFCS/DA |
| Контролируемые параметры | Температура, pH, DO, перемешивание, подача газов |
| Перистальтические насосы | 4 (кислота, щёлочь, подпитка, антивспениватель) |
Описание
Назначение
Sartorius BIOSTAT A - настольный автоклавируемый биореактор/ферментёр для лабораторного масштабирования и разработки процессов культивирования. Прибор обеспечивает контролируемые условия для роста микроорганизмов, клеток млекопитающих и клеток насекомых.
Место в линейке
Sartorius (ранее B. Braun Biotech, затем Sartorius Stedim) выпускает линейку биореакторов: BIOSTAT A (настольный, 1-10 л), BIOSTAT B (настольный расширенный, до 15 л), BIOSTAT C (напольный, до 30 л) и BIOSTAT D (пилотный/промышленный). BIOSTAT A - начальная модель для R&D.
Для одноразовых (single-use) задач Sartorius предлагает серию BIOSTAT STR и ambr. BIOSTAT A использует традиционные стеклянные сосуды с автоклавированием, что предпочтительнее для process development с многократным повторением экспериментов.
Принцип работы
Культуральная среда помещается в стеклянный сосуд с рубашкой для термостатирования. Контроллер поддерживает заданные значения температуры, pH, концентрации растворённого кислорода (DO) и скорости перемешивания.
pH регулируется автоматическим добавлением кислоты или щёлочи через перистальтические насосы. DO контролируется варьированием подачи воздуха/кислорода и скорости мешалки. Данные регистрируются в реальном времени.
Позиция на рынке
Sartorius - один из крупнейших мировых поставщиков биопроцессного оборудования. BIOSTAT A конкурирует с Eppendorf BioFlo 320 и Infors HT Minifors 2 в сегменте настольных биореакторов для R&D.
Sartorius выделяется интеграцией с платформой BioPAT для мониторинга процессов и масштабированием к промышленным системам той же линейки.
Ключевые технологии
Контроль pH
Датчик pH (гелевый электрод или оптический) непрерывно измеряет кислотность среды. ПИД-контроллер автоматически дозирует кислоту (обычно HCl или H3PO4) или щёлочь (NaOH или Na2CO3) через перистальтические насосы.
Точность поддержания pH: ±0,05 единиц в установившемся режиме. Для клеток млекопитающих типичное значение 7,0-7,4, для бактерий (E. coli) - 6,8-7,2, для дрожжей - 5,0-6,0.
Контроль растворённого кислорода (DO)
Полярографический или оптический датчик DO измеряет концентрацию растворённого кислорода в среде. Контроллер регулирует DO каскадным методом: сначала варьирует скорость мешалки, затем состав газовой смеси (воздух/O2).
Недостаток кислорода - основной лимитирующий фактор при культивировании аэробных микроорганизмов. Автоматический контроль DO позволяет поддерживать оптимальные условия даже при высокой плотности культуры.
Система перемешивания
Моторный привод вращает вал с импеллерами (мешалками) внутри сосуда. Доступны разные типы импеллеров: Rushton (радиальные, для микроорганизмов), pitched blade (осевые, для клеток млекопитающих) и marine (щадящие).
Скорость перемешивания регулируется в диапазоне 50-1200 об/мин. Для клеток млекопитающих используются низкие скорости (50-200 об/мин) с осевыми импеллерами для минимизации сдвигового стресса.
Газовая система
Ротаметры и массовые расходомеры контролируют подачу воздуха, кислорода, азота и CO2. Газ подаётся через спаржер на дне сосуда (для микроорганизмов) или через поверхность среды (overlay, для клеток млекопитающих).
CO2 используется для снижения pH (альтернатива кислоте) и как компонент газовой смеси для клеток млекопитающих.
BioPAT MFCS/DA
BioPAT MFCS/DA (Multi Fermentor Control System / Data Acquisition) - программная платформа для управления биореактором и сбора данных. ПО обеспечивает мониторинг всех параметров в реальном времени, построение графиков, расчёт производных параметров и экспорт данных.
MFCS/DA поддерживает одновременное управление несколькими биореакторами, что необходимо при DOE (Design of Experiments).
Для кого подходит
- Разработка биопроцессов - оптимизация условий культивирования (pH, DO, T, подпитка) для масштабирования
- Культивирование E. coli - продукция рекомбинантных белков в бактериальных системах экспрессии
- Клетки млекопитающих - культивирование CHO, HEK293 для производства антител
- Дрожжевая ферментация - продукция белков в Pichia pastoris, Saccharomyces
- Учебные лаборатории - обучение основам биопроцессинга и ферментации
- Scale-down моделирование - имитация промышленных условий в лабораторном масштабе
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
BioPAT MFCS/DA для Windows. Функции: мониторинг в реальном времени, управление каскадами (DO, pH), построение графиков, расчёт OUR/CER/RQ, экспорт в CSV/Excel. Поддержка OPC для интеграции с LIMS.
Требования к установке
- Форм-фактор: настольный
- Масса: ~30 кг (контроллер) + сосуд
- Электропитание: 220 В, 50 Гц
- Подключение: USB/Ethernet к ПК
- Подвод газов: сжатый воздух (4 бар), O2, CO2 (опционально)
- Водоснабжение: для рубашки термостатирования (или термостат)
- Автоклав: для стерилизации сосуда и компонентов
Обслуживание и расходные материалы
Основные расходники: pH-электроды (срок службы 6-12 месяцев), DO-датчики (замена мембраны/электролита), силиконовые шланги для насосов, уплотнения. Стеклянный сосуд и металлические компоненты - многоразовые.
Калибровка датчиков pH и DO перед каждым экспериментом. Профилактическое обслуживание приводного мотора и насосов - раз в год.
Обучение
Базовое освоение (подготовка сосуда, стерилизация, запуск) - 2-3 дня. Полное обучение (каскадный контроль, разработка процессов, troubleshooting) - 1-2 недели. Sartorius предлагает курсы и on-site обучение.
Ограничения
- Автоклавирование сосуда занимает 1-2 часа перед каждым экспериментом
- Максимальный рабочий объём 10 л (для больших объёмов - BIOSTAT B или C)
- Стеклянный сосуд хрупкий (при интенсивной эксплуатации возможны сколы)
- Не подходит для работы с высокопатогенными организмами (BSL-3/4) без дополнительного оборудования
Области применения
Сравнение с аналогами
BioFlo 320 - настольный биореактор с рабочим объёмом 1,3-14 л и модульной архитектурой. Поддерживает как автоклавируемые, так и одноразовые (BioBLU) сосуды. BIOSTAT A работает только с автоклавируемыми сосудами. BioFlo 320 выигрывает гибкостью (SU + glass), BIOSTAT A - интеграцией с экосистемой Sartorius и ПО BioPAT MFCS/DA.
Minifors 2 - компактный настольный биореактор с сенсорным дисплеем и рабочим объёмом 0,4-6 л. Меньше и легче BIOSTAT A. Встроенный контроллер с тачскрином работает без ПК. BIOSTAT A предлагает больший максимальный объём (10 л) и более мощное ПО BioPAT MFCS/DA. Minifors 2 предпочтителен для компактных лабораторий, BIOSTAT A - для серьёзного process development.
Applikon my-Control - настольная система с модульным контроллером и сосудами 0,5-7 л. Конкурирует по функциональности с BIOSTAT A. Applikon предлагает интеграцию с lucullus PIMS (мощное ПО для process intelligence). BIOSTAT A выигрывает масштабируемостью внутри экосистемы Sartorius (от лабораторного до промышленного масштаба).
Частые вопросы
Чем BIOSTAT A отличается от BIOSTAT B?
BIOSTAT B - расширенная версия с поддержкой сосудов до 15 л, большим количеством аналоговых входов/выходов и расширенными возможностями каскадного управления. BIOSTAT A ограничен 10 л и имеет более простой контроллер. Для стандартных задач R&D и process development BIOSTAT A достаточен. BIOSTAT B требуется при необходимости подключения дополнительных датчиков и большего рабочего объёма.
Подходит ли BIOSTAT A для культивирования клеток млекопитающих?
Да. BIOSTAT A комплектуется осевыми импеллерами с низким сдвиговым стрессом для клеток млекопитающих. Доступны спаржеры для overlay-аэрации (подача газа над поверхностью среды). Контроль CO₂ обеспечивает поддержание pH без избыточного добавления щёлочи. Для суспензионных CHO, HEK293 и гибридом прибор полностью пригоден.
Как часто нужно менять датчики pH и DO?
pH-электрод (гелевый) - каждые 6-12 месяцев при регулярном использовании. Оптический датчик pH - дольше, но дороже. DO-датчик (полярографический) требует замены мембраны и электролита каждые 3-6 месяцев. Оптический DO-датчик не имеет расходных элементов. Калибровка обоих датчиков - перед каждым экспериментом.
Можно ли управлять несколькими биореакторами одновременно?
Да. BioPAT MFCS/DA поддерживает одновременное управление несколькими блоками BIOSTAT A с одного ПК. Это критично для DOE, когда параллельно запускают 4-6 экспериментов с разными условиями. Каждый биореактор имеет свой контроллер, но данные собираются централизованно.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.