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Zellkulturentwicklung

Microbioreaktor reduziert Zeit- und Kostenaufwand

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Die ambr15-Workstation für die komplette Steuerung

Die ambr15-Workstation steuert 24 oder 48 Einweg-Microbioreaktoren mit einem Arbeitsvolumen von jeweils 10 bis 15 ml. Sie müssen – anders als konventionelle Kulturgefäße aus Glas – nach Gebrauch nicht gereinigt und sterilisiert werden. Zur Wahrung der Sterilität befindet sich der ambr-Arbeitsplatz in einer biologischen Sicherheitswerkbank. Durch die automatische Liquid-Handhabung werden Anlegen von Kulturen, Inokulation, Versorgung mit Nährstoffen und Pipettenspitzen-Sedimentierung sowie Probenahmen in Gefäßen wie 24/96-Well-Platten und Vicell-Behältern unter aseptischen Bedingungen ermöglicht. Betriebsprotokolle können für eine individuelle Kontrolle von maximal 24 oder 48 parallel betriebenen Reaktoren konfiguriert werden. Jeder Bioreaktor enthält individuelle Messzellen für gelösten Sauerstoff (DO) oder pH-Sensoren für die Regelung dieser Parameter. Eine automatisierte pH-Regulierung erfolgt durch CO2-Begasung oder eine Alkalizugabe. Mit Sauerstoff wird begast, wenn ein DO-Sollwert aufrecht erhalten werden muss. Für die präzise Kulturkontrolle kann ein Analysemodell an die Workstation zur Atline-pH-Kalibrierung angeschlossen werden. Das System basiert auf einer Software, mit deren Hilfe der Anwender ein Protokoll mit den Schritten einrichtet, die vom ambr-System abzuarbeiten sind. Das Protokoll definiert Betriebsparameter wie DO-/pH-Sollwerte, Rührgeschwindigkeit und Temperatur.

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Protokollzeiten und -daten können jederzeit beliebig bearbeitet werden, wenn Schritte hinzugefügt, geändert und gelöscht werden sollen – auch während der Versuche selbst. Echtzeitdaten wie Gasflussraten, Volumen, pH-/DO-Werte werden während eines Laufs kontinuierlich gespeichert, externe Werte wie Zellzahl, Metaboliten und Impfstofftiter können ebenfalls in das Programm importiert werden. Daten lassen sich innerhalb der Software grafisch darstellen oder zur Ergebnisdarstellung in Diagramme oder Tabellen in Kalkulationsprogramme exportieren. Keine dieser Automatisierungsfunktionen ist für Schüttelkolbenmethoden verfügbar. Die Automatisierung bietet eine einheitliche Vorgehensweise und ermöglicht den Forschern, sich auf wesentliche Aufgaben wie die Analyse der Daten und Planung zukünftiger Experimente zu konzentrieren, anstatt wertvolle Zeit für repetitive Laborarbeiten aufzuwenden.

Die Zukunft des Zelllinien-Screenings

Mit dem ambr15-Microbioreaktorsystem mit Rührwerk können im Vergleich zu Schüttelkolbenmethoden oder konventionellen Benchtop-Reaktoren signifikante Zeitgewinne und Kostenreduktion bei Vorbereitung, Betrieb, Abbau, Reinigung und Sterilisierung erzielt werden. Da diese Miniatursysteme komplett automatisiert sind und kleinere Zellkulturvolumen erfordern, können mit der gleichen Menge an Ressourcen wie beispielsweise Medien oder Zellnahrung wesentlich mehr Experimente durchgeführt werden. Daher ist dies eine kostenwirksame Hochdurchsatzmethode zur Auswahl hoch effizient exprimierender Zelllinien und Optimierung des Zellkultivierungsprozesses. Folglich wird die Bioprozessoptimierung nicht mehr durch die Verfügbarkeit von Benchtop-Bioreaktoren, Arbeitszeit und Infrastruktur des Labors begrenzt. Der Einsatz der ambr15-Microscale-Technologie kann erheblich dazu beitragen, Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Herstellungskosten proteinbasierter Therapeutika zu senken.

* M. McAdam, D. Grone: Sartorius Stedim Biotech, 37079 Göttingen

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