H.E.L BioXplorer系列高通量生物反应器系统为生物工艺开发提供全自动、平行化的合成平台:精准的温度控制、独立的气体混合、自动加料等功能可确保实验体系的高重复性和稳定性,助力实现从筛选到放大的高效转化。系统扩展性强,可搭载在线监测探头,深化工艺过程的实时监控。自动化程序设计显著减少人工操作带来的误差,确保批次间一致性。

生物工艺开发流程:

典型的生物工艺开发包括菌株/细胞株筛选、培养基优化、工艺参数筛选(DoE)、放大验证等阶段。其中,工艺参数的精准控制是保证产量与质量的关键。在实际应用中,BioXplorer系列高通量生物反应器系统通过平行反应器设计,支持多条件同时筛选,凭借其卓越的设计与控制能力,显著提升了生物工艺开发的效率与可靠性,突出体现在以下方面:

1. 消除多批次实验间的不一致性:通过高度自动化与平行化设计,确保每个反应器在相同条件下独立运行,大幅提升实验重复性与数据可比性。

2. 实现关键参数的精准重复性控制:系统提供±0.1°C的高精度温度控制、实时pH与溶解氧反馈调节,确保关键工艺参数在多次实验中高度一致。

3. 减少人工操作带来的误差风险:全自动加料、气体混合与数据采集功能,显著降低人为干预,提升操作标准化水平,确保批次间稳定性。

4. 提升放大过程中的可预测性:从20 mL到20 L的同平台控制逻辑,保证从小规模筛选到中试放大的工艺一致性与可扩展性,降低放大风险。

这些优势使得BioXplorer成为加速生物工艺开发、提升产业化效率的理想选择。

BioXplorer在生物工艺开发中的应用优势:

1. 高通量平行反应器设计

BioXplorer 100和400支持最多8个独立控制的反应器同时运行,每个反应器可独立设置温度、搅拌、pH、DO、气体混合等参数,适用于菌株筛选、培养基优化和DoE实验,极大提升工艺开发效率。

2. 精准的过程控制

每个反应器均可实现±0.1°C的温度控制精度,搅拌速率范围广(250–1500 rpm),支持磁力悬浮搅拌和顶置机械搅拌两种方式,适应不同剪切力需求的细胞类型。pH、DO、氧化还原电位等参数均可实时监测并自动反馈控制。

3. 灵活的体积配置与放大能力

工作体积从20 mL到750 mL(BioXplorer 400)乃至20 L(BioXplorer 5000P),覆盖从早期筛选到中试放大的全流程。相同平台、相同控制逻辑,确保工艺放大过程中的一致性和可预测性。

4. 强大的气体混合与控制能力

支持空气、O₂、N₂、CO₂、H₂、CH₄等多种气体的独立混合与流量控制,适用于好氧、厌氧、气体发酵等多样化工艺需求。可通过DO反馈自动调节气体组成,实现精细化调控。

5. 在线监测与反馈控制

可集成在线pH、DO、OD(细胞密度)、气体分析(OUR、CPR、RQ)等探头,实时监控培养过程,减少取样频率,提升数据连续性和工艺理解深度。

6. 全自动化软件平台

HEL控制软件支持实验模板编辑、多参数联动控制、数据自动记录与导出,确保批次间工艺一致性。所有数据可追溯,便于合规性审查和工艺优化分析。

高压反应能力(P系列):

对于需要高压条件的特殊工艺,BioXplorer P系列支持最高10 bar的操作压力,显著提升气体传质效率,适用于高密度发酵、气体底物利用研究等前沿领域。每个反应器均配备独立压力监测与控制系统,确保工艺安全与重复性。

结论:

传统生物工艺开发路径:摇瓶(手动操作)- 小型发酵罐(单罐)- 中试放大(不同平台),往往面临数据不一致、放大困难等问题。H.E.L BioXplorer系列提供从筛选到放大的同平台解决方案,具备以下核心优势:

- 高通量平行反应器,提升实验效率

- 精准过程控制,确保工艺重复性

- 灵活体积配置,支持多阶段放大

- 在线监测与自动化,减少人工误差

- 高压反应能力,拓展应用边界

目前已与国内外多家生物制药和合成生物学企业建立合作关系,助力其加速生物工艺开发与产业化进程。