Thermo Scientific Hyclone的Single-Use生物反應(yīng)器（S.U.B）專門用于替代傳統(tǒng)的攪拌式生物發(fā)酵罐進行動物細胞培養(yǎng)。SUB的設(shè)計基于用戶多年來一直使用的攪拌式發(fā)酵罐（STR，Stirred tank reactor）的構(gòu)造和工作原理，復(fù)制了傳統(tǒng)STR的可測量性及運行數(shù)據(jù)。但是SUB有其獨一無二的優(yōu)勢，能夠真正滿足客戶“一次性使用”的需求。其有嚴(yán)格的設(shè)計參數(shù)如罐體高度到內(nèi)外徑比值、攪拌器的設(shè)計和位置，并且傳統(tǒng)STR經(jīng)典的操控界面得以保留。SUB系統(tǒng)所提供的的生物反應(yīng)袋（BPC）經(jīng)過輻射滅菌，客戶無需再行任何滅菌及清潔處理。另外，SUB的一個關(guān)鍵設(shè)計在于它的聚乙烯材料的塑料攪拌葉輪，葉輪通過密封軸承組件鏈接到外置攪拌驅(qū)動器，這種設(shè)計既可保證攪拌充分，又大大降低了細胞培養(yǎng)過程中被污染的可能性。
一、ＳＵＢ有三個基本組成部分：
１、外部支撐容器Outer support container
２、生物反應(yīng)袋Single-Use BioProcess Container（BPC）
3、控制系統(tǒng)Outer support container
外部支撐容器/桶：由不銹鋼材料制成，用來固定及支撐BPC。有如下部分組成：攪拌發(fā)動機驅(qū)動器、電加熱夾套、探頭（Probe）和端口接入孔、馬達及加熱器控制器、便攜式攪拌棒。傳動軸可分離、可反復(fù)利用，通過混合組件插入BPC結(jié)合到軸承端口（bearing port）。
BPC：包括聚乙烯攪拌葉輪、進氣噴頭（Sparger）、氣體過濾入口/出口、探頭綜合端口以及樣品加入口、分液口、取樣口。
控制系統(tǒng)：包括供應(yīng)商及客戶所提供的元件，溫度及攪拌控制器的控制已被整合到S.U.B，但是PH計、（溶氧）DO計須由用戶提供?？蛻艨梢宰约嘿徶没蛘呃矛F(xiàn)有生物反應(yīng)器控制系統(tǒng)。
Hyclone的SUB作為一種新穎的替代傳統(tǒng)不銹鋼生物反應(yīng)器的產(chǎn)品，不是純粹的極簡便型生物反應(yīng)器。所以，系統(tǒng)內(nèi)包含了溫度及攪拌控制器，但是仍然需要其他組件來監(jiān)控反應(yīng)過程中的試驗數(shù)據(jù)，如PH計、DO計等。
二、SUB組件介紹：
- 外部支撐容器：每一款都按照客戶要求制作，充分支撐BPC，客戶輕松掌握操作方法。SUB可以在不同的工作環(huán)境中輕松轉(zhuǎn)移。容器包括攪拌驅(qū)動器、硅膠加熱層、攪拌及加熱控制器以及便攜式攪拌軸/桿。
- BPC---一次性使用的生物制品接觸材料：每一個BPC均經(jīng)過gamma射線處理，材料完全沒有動物來源成分，符合生物接觸類制品USP VI級塑料標(biāo)準(zhǔn)。
- 良好組合攪拌器、PH計、DO計、溫度探測計（temperature RTD）:創(chuàng)新的專利技術(shù)保證攪拌桿、PH計、DO計、溫度探測計（temperature RTD）良好的組合在一起。特殊設(shè)計可以保證用戶輕松進行無菌連接，探頭及溫度控制界面可媲美于傳統(tǒng)的發(fā)酵罐。
- 噴射器/進氣噴頭：通過創(chuàng)新的接口設(shè)計，在BPC上裝有一次性使用的氣體噴射器，接口上含有空氣通透性濾膜。巨大的噴射面積及很小的起泡尺寸設(shè)計，創(chuàng)造出理想的通氣系統(tǒng)及氣-液傳遞系統(tǒng)。
- 快速安裝及更換培養(yǎng)袋：S.U.B專為免清潔、免滅菌的使用需求而設(shè)計?？焖侔惭b及更換培養(yǎng)袋設(shè)計比傳統(tǒng)的可重復(fù)使用的培養(yǎng)系統(tǒng)在不同批次的細胞培養(yǎng)上更快捷。簡易的安裝過程、理想的操控系統(tǒng)及良好的組件組合能力，使得SUB成為理想的傳統(tǒng)生物反應(yīng)器的替代者。
三、SUB的設(shè)計特點：
- 在諸如幾何學(xué)，水動力學(xué)，混合推力，過程監(jiān)測和控制機制等方面繼承了傳統(tǒng)攪拌式生物發(fā)酵罐的各種經(jīng)典成熟的設(shè)計特點。
- 使用了創(chuàng)新的BPC，提供了一次性使用的眾多優(yōu)點。BPC是由通過cGMP認(rèn)證的CX5-14膜制成的，并且經(jīng)過預(yù)先輻射滅菌，安全、清潔、可靠。
- 采用開放的設(shè)計理念，可以與目前常用的大多數(shù)控制設(shè)備和探頭兼容。
- 充分考慮客戶的不同需求，可按照客戶的要求量身定做專屬的BPC。
- 可以提供多種規(guī)格供選擇，并且每種規(guī)格都有電加熱和水套控溫兩種版本（目前有50L，100L，250L，500L，1000L 五中規(guī)格的產(chǎn)品）。
四、SUB的優(yōu)點
- 更低的投資總額，更少的質(zhì)量控制成本。
- 更低的操作成本。
- 更低的FTE（Full Time Equivalent）需求。
- 生產(chǎn)輪次之間的時間從幾天減少到幾小時。
- 不需要CIP/SIP(Cleaning-In-Place/Sterilization-In-Place)操作。
- 需要更少的空間（不需要CIP/SIP管線和設(shè)備）。
- 增加了操作的靈活性。
- 極大地降低了對于清潔滅菌驗證的需要。
- 極大地降低了交叉污染的可能性。
- 封閉系統(tǒng)，使用后丟棄。
- 操作靈活。
- 產(chǎn)品更新?lián)Q代的費用被大大地減少了。
五、SUB外部支撐器詳細圖解：
1. 50L/100L/250L SUB的外部支撐器：
不銹鋼材質(zhì)支撐桶包括如下組件/端口：
1. 攪拌器發(fā)動機 2. 排氣孔濾器支撐架
3. 不銹鋼（304）材質(zhì)外部支撐桶 4. 軸承接入端口，帶夾具
5. 帶護罩的攪拌組件 6. 驅(qū)動軸
7. 液體觀察窗口 8.標(biāo)準(zhǔn)工具組
9. 驅(qū)動軸放置架 10. 探測器入口
11. 溫度控制器 12.速度控制鍵座
\13. 控制面板 14. 探頭固定器
15. 探測器擱板 16. 平板底架，帶旋轉(zhuǎn)腳輪及水平調(diào)節(jié)墊
17. 電阻加熱器 18. 擋熱板
19. 底槽切口，支持BPC定向放置 20. 噴射器接入窗
21. 伸展掛鉤
2 1000L SUB的外部支撐器：
六、S.U.B控制系統(tǒng)
SUB的設(shè)計可以讓它與現(xiàn)有的生物反應(yīng)控制系統(tǒng)很好的配合使用。SUB系統(tǒng)能夠控制客戶設(shè)定好的溫度及攪拌速度方面的反應(yīng)參數(shù)，而PH及DO參數(shù)則需要用戶自己選擇控制器來進行控制。
七、用戶提供的控制器
眾多生物反應(yīng)器的控制器能夠與SUB很好的搭配使用，下表列出一些在PH及DO參數(shù)控制方面能夠很好的與SUB搭配使用的控制器生產(chǎn)商。同時，也會有用戶希望得到具備更先進的控制功能性以及同時具備PH、DO、溫度及攪拌速度參數(shù)的數(shù)據(jù)記錄容量的控制器。每一個硬件系統(tǒng)提供的 Engineering Turnover Package (ETP)都詳細的標(biāo)注使用功能和系統(tǒng)控制器元件的通信信號。
如果希望應(yīng)用某些特殊的生物反應(yīng)器控制系統(tǒng)以得到更好的控制功能，請與您身邊的Hyclone技術(shù)人員交換意見。