New Brunswick Scientific / Eppendorf CelliGen BLU 5 L

CelliGen BLU 5 L jest historycznym stołowym bioreaktorem single-use do hodowli komórek ssaczych. Łączy sztywnościenne naczynie 5,0 L, roboczo 3,75 L, z klasyczną geometrią stirred-tank, napędem magnetycznym, łagodnym mieszadłem pitched-blade, mikrospargerem oraz osobną stacją sterującą. Urządzenie pojawia się pod marką New Brunswick Scientific, a późniejsze materiały i kompatybilne naczynia pod marką Eppendorf.

Najważniejszym źródłem dla analizy IT/OT jest instrukcja producenta M1363-0050, Revision C z 18 stycznia 2011 r. Dokument opisuje port DB-25 z Modbus przez RS-232/422, opcjonalne oprogramowanie BioCommand, dwa porty USB używane do aktualizacji i eksportu, analogowe I/O oraz Ethernet oznaczony wtedy jako niewykorzystywany, przeznaczony do przyszłej rozbudowy. Ta rewizja ujawnia również opcjonalny mechanizm security i fabryczne hasło administratora ADMIN.

Eppendorf BioBLU 5c — naczynie rozwinięte z platformy CelliGen BLU. Źródło obrazu: www.eppendorf.com.

Identyfikacja modelu

W starszym manualu kontroler współpracuje z naczyniami 5 i 14 L; późniejsze noty wymieniają BioBLU 5c, 14c i 50c. Karta dotyczy konkretnej skali 5 L i sterownika rodziny M1363.

Naczynie i geometria

Naczynie ma 5,0 L objętości całkowitej i 3,75 L roboczej. Historyczna publikacja podaje stosunek wysokości do średnicy 1,5:1 i stosunek średnicy naczynia do średnicy impellera 1,7 dla wariantu 5 L.

Jednorazowy zestaw był dostarczany sterylny i wstępnie zmontowany z mieszadłem pitched-blade, porowatym mikrospargerem, przewodami, filtrami i złączami. Według noty AA312 materiały mające kontakt z produktem spełniały USP Class VI i były badane pod kątem extractables/leachables.

Mieszanie i napęd

Zakres mieszania w manualu wynosi 25–200 rpm, ze wskazaniem w krokach 1 rpm i regulacją PI. Mieszadło pitched-blade ma łopatki ustawione pod kątem 45°, zapewniając osiowy i promieniowy składnik przepływu. Napęd jest magnetyczny, z silnikiem o magnesach trwałych i wysokim momencie wejściowym.

Feedback prędkości pochodzi z optycznego dysku fotoplastycznego 500 linii na obrót z wyjściem kwadraturowym. To ważny szczegół diagnostyczny: prawidłowy odczyt enkodera potwierdza ruch strony napędowej; nie zawsze integralność sprzęgła magnetycznego i impellera wewnątrz naczynia.

Gazowanie

Standardowy porowaty mikrosparger ma według manualu pory 7–12 µm. Zakres przepływu przez sparger wynosi 0,002–0,100 SLPM, a overlay 0,060–3,000 SLPM.

Każdy TMFC wykorzystuje analogowe wejście i wyjście 0–5 V. Przestawienie powietrza z O2 albo błąd zakresu dziesięciokrotnie zmienia dawkę przy pozornie prawidłowym procencie na ekranie.

Filtry wejściowe i wydechowe mają nominalnie 0,2 µm, a filtr wydechowy jest ogrzewany blanketem. Manual ogranicza ciśnienie gazów użytkowych do 6 psig i w procedurze startu wskazuje 5 psig.

pH, DO i temperatura

Temperatura jest mierzona platynowym RTD, wskazywana co 0,1°C i regulowana od 5°C powyżej temperatury otoczenia do 40°C przez blanket grzejny oraz chłodzenie.

Późniejsze BioBLU 5c mają inne kombinacje sensorów.

Pompy i dodatki

Na froncie szafy znajdują się trzy standardowe pompy perystaltyczne Watson-Marlow.

Opcjonalne pompy stosowe i zewnętrzna Barnant VS rozszerzają system.

Kontroler i HMI

Standardem był 15-calowy przemysłowy monitor dotykowy zamontowany na szafie. Panel łączył się ze sterownikiem przez osobne złącza zasilania, COM i VGA. Lokalny software obsługiwał do 32 pętli, przechowywał 10 receptur i trendował do ośmiu zmiennych procesowych.

Hardware Setup pokazuje wykryte moduły i Unit IDs, a funkcja Scan Hardware jest zarezerwowana dla serwisu.

Porty komunikacyjne i I/O

Tylny port DB-25 jest opisany Modbus i realizuje RS-232/422 do hosta. Dla RS-232 instrukcja identyfikuje TXD na pinie 2, RXD na 3 i GND na 7; pozostałe piny obejmują wariant różnicowy RS-422. Opcjonalny kabel szeregowy łączy CelliGen BLU z komputerem BioCommand.

Granica zaufania przechodzi więc przez port szeregowy i host.

Szafa ma dwa porty USB. Instrukcja wskazuje ich użycie do aktualizacji oraz eksportu trendów jako pliku tekstowego na pamięć zewnętrzną.

Dodatkowe analogowe I/O pozwalają dołączyć pompy, analizatory gazów i glukozy. Trzy pary kanałów można przełączać DIP między 4–20 mA i 0–5 V, cztery są przeznaczone dla 0–5 V.

Security i domyślne hasło

Instrukcja Revision C stwierdza, że domyślnym hasłem jest ADMIN. Jest to informacja o konkretnej generacji dokumentacji, nie gwarancja bieżącego stanu każdego egzemplarza.

Instrukcja dopuszcza utworzenie użytkownika bez hasła (assign a Password if desired).

GUI i interfejs szeregowy wykorzystują odrębne mechanizmy dostępu.

Storage, firmware i elektronika

Ujawnia; analog I/O board M1297-7002, warianty płyt TMFC M1363-2010 do M1363-2013, przełączniki DIP oraz komplet schematów dla 120 i 230 V.

BioCommand i komputer Windows

BioCommand jest opcjonalną warstwą supervisory do rejestracji i nadzoru.

Proces CHO — dane porównawcze

Oficjalna nota porównała CelliGen BLU 5 L z autoklawowalnym CelliGen 310 i systemem bag-and-rocker. Dla BLU utrzymywano 37°C, pH 7,0 z deadband 0,10, DO 40%, mieszanie 70–80 rpm i overlay 0,2–0,3 SLPM przez cztery gazy. Maksymalna liczba żywych komórek CHO wyniosła 5,55 × 10⁶ komórek/mL wobec 5,39 × 10⁶ w CelliGen 310 i 4,77 × 10⁶ w rockerze.

AA312 opisuje batch w 5 L z CD CHO serum-free medium.

Wariant packed-bed

Istniał także 5-litrowy CelliGen BLU z jednorazowym koszem packed-bed zawierającym 150 g dysków Fibra-Cel, pracujący przy 3,5 L w perfuzji. Publikacja porównuje go z autoklawowalnym 2,5 L i wskazuje sterowanie przez konsolę CelliGen 310.

Jest to odrębna konfiguracja procesowa od standardowego pitched-blade 3,75 L.

Mechanizmy bezpieczeństwa i aktualizacji

Dokumentacja opisuje domyślne ADMIN, możliwość wyłączenia security, opcjonalne hasła nowych kont, Modbus oraz USB do aktualizacji.

Cena i rynek wtórny

Dla sprawnego kompletnego stanowiska historycznego przyjęto szeroki przedział 5000–25000 USD. Dolna część odpowiada samej stacji lub niepełnemu zestawowi, górna kompletowi z napędem, holderem, sondami, przewodami, PC/licencją i dokumentacją.

Wyniki pełnego researchu Eppendorf i New Brunswick

Model i platforma

Karta opisuje New Brunswick Scientific / Eppendorf CelliGen BLU 5 L. Udokumentowana skala: 3,75 L roboczo; 5,0 L całkowicie. BioBLU jest rodziną naczyń single-use współpracujących z kompatybilną control station. Sufiksy c, f, sc i p oznaczają odmienne zastosowania oraz konfiguracje mieszania, spargera i czujników.

Naczynie procesowe, control station, komputer z oprogramowaniem oraz integracja nadrzędna są osobnymi warstwami. Przejęcie marki New Brunswick przez Eppendorf nie zmieniło automatycznie elektroniki ani oprogramowania historycznych BioFlo.

Udokumentowane oprogramowanie

DASware control 6 jest oferowany jako SCADA dla DASbox i DASGIP. DASware connect przedstawia integrację systemu bioprocesowego z klientem zewnętrznym przez OPC. BioCommand pozostaje odrębną platformą właściwą dla wielu starszych urządzeń New Brunswick.

Oficjalny ekran logowania DASware control 6; nie jest lokalnym HMI historycznego New Brunswick.

Oficjalny Process View i trendy DASware control 6.

Oficjalny diagram warstwy integracyjnej DASware connect.

Dodatkowy materiał ilustracyjny

Źródła

• Eppendorf — AA312, Growing CHO Cells in CelliGen BLU — oficjalna nota dla 5 L, konstrukcja i procedura.
• New Brunswick — CelliGen BLU Guide to Operations M1363-0050 Rev. C — kopia instrukcji producenta, I/O, Modbus, USB, security, pompy i schematy.
• Eppendorf/New Brunswick — Hybrid System Aims to Streamline Cell Culture — geometria, TMFC oraz zakresy sparger/overlay.
• Eppendorf — comparison of CelliGen BLU, 310 and bag-rocker — parametry i wyniki CHO.
• Eppendorf — CelliGen BLU single-use packed-bed Fibra-Cel — wariant 3,5 L/150 g Fibra-Cel.
• eBay — New Brunswick BLU-120-LOA — obserwowana oferta 5904 USD i identyfikacja M1374-120-LOA.