培地調製
調製済み培地を保管バッグや培養槽へ送液する。
主な用途
- 培地送液
Product Guide
送液ポンプ
送液ポンプは、培地、フィード、pH調整液、消泡剤、バッファー、培養液、工程液などを、一定の流量やタイミングで移送するための装置です。バイオ医薬品製造では、液体を「どこからどこへ、どれだけ、どの速度で送るか」が工程の安定性に直結します。本培養では培地供給、フィード添加、酸・塩基添加、消泡剤添加、サンプリング、ハーベスト送液に使われます。
用途・特徴
送液ポンプは、液体を正確に移送するために使われます。本培養では、培地やフィードの添加、酸・塩基によるpH制御、消泡剤添加、サンプリング、培養液のハーベスト送液などに使われます。特にフェッドバッチ培養では、フィード添加量や添加タイミングが培養性能に影響するため、ポンプの精度と制御性が重要です。
バイオプロセスでは、ペリスタルティックポンプがよく使われます。チューブ内だけを液が通るため、シングルユース流路と相性がよく、無菌的な液移送を組みやすいことが特徴です。一方、TFFやクロマトグラフィー、大流量・低脈動が求められる用途では、ダイアフラムポンプ、マグレブポンプ、ロータリーローブポンプなどが検討されることもあります。
Point
- 培地、フィード、バッファー、工程液を移送する装置
- 本培養ではフィード添加、pH調整液、消泡剤添加に使われる
- 下流工程ではろ過、TFF、クロマト、UF/DF、製剤液移送にも関係する
- ペリスタルティックポンプはシングルユース流路と相性がよい
- 流量精度、脈動、せん断、チューブ寿命、圧力上限が重要
- 自動制御やSCADA/MESと接続すると、フィード戦略や工程記録に使いやすい
- GMP用途では校正、チューブロット、使用時間、流量確認、記録管理が重要になる
使用方法
基本的には、送液元と送液先をチューブやシングルユースアセンブリで接続し、ポンプにチューブやポンプヘッドをセットして流量を設定します。
1送液元のバッグ、タンク、ボトルを準備する
2送液先の培養槽、フィードライン、フィルター、バッグを確認する
3チューブ、コネクター、フィルター、センサーを接続する
4ポンプヘッドにチューブまたはポンプチャンバーをセットする
5流量、送液時間、送液量を設定する
6必要に応じてプライミングする
7送液を開始する
8圧力、流量、気泡、チューブ状態を確認する
9送液量や添加タイミングを記録する
10使用後はチューブ・アセンブリを廃棄または洗浄する
実際の運用は、液種、粘度、流量、圧力、無菌性、シングルユース化、制御システム連携、GMP要件によって変わります。
ペリスタルティックポンプとは？
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 原理 | ローラーでチューブを押し、液体を前方へ送る |
| 液接触部 | チューブ内面のみ |
| 強み | シングルユース、洗浄不要、無菌流路を組みやすい |
| 注意点 | チューブ摩耗、脈動、流量ドリフト、圧力上限 |
| 主な用途 | 培地送液、フィード添加、サンプリング、ろ過、TFF、小〜中流量送液 |
ダイアフラムポンプとの違いは？
| 項目 | ペリスタルティックポンプ | ダイアフラムポンプ |
|---|---|---|
| 液接触部 | チューブ内面 | ポンプチャンバー内面 |
| シングルユース性 | 高い | シングルユースチャンバー対応機種あり |
| 流量範囲 | 小〜中流量で使いやすい | 中〜大流量でも使いやすい |
| 脈動 | 出やすい | 低脈動タイプがある |
| 圧力 | チューブに依存 | 比較的高圧に対応しやすい |
| せん断 | 比較的低い | 低せん断設計のものがある |
| 主な用途 | フィード、培地、サンプリング、一般送液 | TFF、クロマト、ろ過、大流量送液 |
| 注意点 | チューブ寿命、流量精度 | ポンプチャンバー、洗浄/交換、圧力管理 |
マグレブポンプとの違いは？
| 項目 | ペリスタルティックポンプ | マグレブポンプ |
|---|---|---|
| 送液原理 | チューブを圧閉して送液 | 磁気浮上ローターで送液 |
| 液接触部 | チューブ | ポンプヘッド・流路 |
| 脈動 | 比較的出やすい | 低脈動 |
| せん断 | 条件により低い | 低せん断・粒子発生低減を狙える |
| 流量安定性 | チューブ状態に依存 | 比較的安定しやすい |
| 主な用途 | 一般送液、フィード、サンプリング | TFF、クロマト、製剤液、せん断感受性液 |
| 注意点 | チューブ摩耗 | 装置コスト、ポンプヘッド、制御系 |
本培養での使い方
| 用途 | 内容 | 重要ポイント |
|---|---|---|
| 培地充填 | 培養槽へ培地を送る | 流量、無菌接続、ろ過連携 |
| 細胞接種 | シード培養液を本培養槽へ移す | せん断、移送時間、閉鎖性 |
| フィード添加 | 培養途中で濃縮フィードを入れる | 添加量、添加タイミング、流量精度 |
| pH調整液添加 | 酸・塩基を添加する | 過添加、局所濃度、制御応答 |
| 消泡剤添加 | 泡を抑えるために添加する | 添加量、必要時制御 |
| サンプリング | 培養液を分析へ送る | 無菌性、デッドボリューム、代表性 |
| ハーベスト送液 | 培養液を清澄化工程へ送る | 細胞ダメージ、流量、圧力、閉塞 |
主なタイプ
| タイプ | 内容 | 向く用途 |
|---|---|---|
| ペリスタルティックポンプ | チューブを圧閉して送液する | 培地、フィード、サンプリング、一般送液 |
| ダイアフラムポンプ | ダイアフラムの往復運動で送液する | TFF、クロマト、ろ過、大流量送液 |
| マグレブポンプ | 磁気浮上ローターで送液する | 低せん断、低脈動、TFF、製剤液 |
| ピストンポンプ | ピストンで定量送液する | 高精度送液、HPLC、分析系 |
| シリンジポンプ | シリンジを押して少量送液する | 微量添加、研究用途、精密添加 |
| ロータリーローブポンプ | ローブ回転で送液する | 粘性液、大流量、CIP対応設備 |
| シングルユースポンプ | 液接触部を使い捨てにする | GMP、閉鎖系、多品目製造 |
| 低流量ポンプ | mL/min以下〜小流量 | フィード、pH調整液、試薬添加 |
| 大流量ポンプ | L/min〜大容量 | 培地充填、ハーベスト、バッファー送液 |
選定ポイント
送液対象培地、フィード、細胞懸濁液、バッファー、製剤液、ウイルス液など
流量範囲µL/min、mL/min、L/minのどの範囲が必要か
流量精度フィード添加やpH制御に必要な精度を満たすか
脈動クロマト、TFF、センサー連携で問題にならないか
せん断細胞、ウイルス、タンパク質、EVにダメージを与えないか
圧力フィルター、TFF、カラムの圧力に対応できるか
チューブ適合性C-Flex、PharMed、Marprene、シリコーンなどに対応するか
チューブ寿命長時間送液で流量低下や破断リスクがないか
無菌性シングルユース流路、無菌接続、閉鎖系運用に対応するか
制御連携バイオリアクター、SCADA、PLC、外部信号と接続できるか
校正流量校正、重量法確認、ポンプヘッド確認がしやすいか
GMP対応IQ/OQ、校正記録、使用記録、電子記録、監査証跡
保守ポンプヘッド、ローラー、モーター、チューブ、消耗品供給
設置性ベンチトップ、スキッド搭載、クリーンルーム対応、洗浄性
使用される工程
送液ポンプは、培地・フィード供給から下流精製、製剤化まで、液移送が必要なほぼすべての工程で使われます。
フィード調製
調製済みフィードをフィードバッグや培養槽へ送液する。
主な用途
- フィード送液
シードトレイン
培地添加、細胞移送、バッグ間移送に使われる。
主な用途
- 細胞移送
本培養
フィード添加、pH調整液、消泡剤、サンプリング、ハーベスト送液に使われる。
主な用途
- フィード添加
- pH制御
灌流培養
培地供給、排液、細胞保持装置への送液で重要。
主な用途
- 培地供給
- 排液
ハーベスト・清澄化
培養液をデプスフィルターや遠心機へ送る。
主な用途
- ハーベスト
Protein A精製
カラムへのロード、洗浄、溶出、平衡化バッファー送液に使われる。
主な用途
- バッファー送液
低pHウイルス不活化
プール液の移送、酸添加、中和液添加に使われる。
主な用途
- 酸添加
- 中和
ポリッシュ精製
AEX/CEX/HICなどのクロマト工程で送液に使われる。
主な用途
- クロマト送液
ウイルスろ過
ろ過前後の液移送、圧力管理に関係する。
主な用途
- ろ過送液
UF/DF
TFF循環、濃縮、透析バッファー送液で使われる。
主な用途
- TFF循環
製剤化
製剤液、添加液、充填前液の移送に使われる。
主な用途
- 製剤液移送
細胞治療製造
細胞懸濁液、培地、洗浄液、凍結保存液の閉鎖系移送に使われる。
主な用途
- 閉鎖系移送
使用されるモダリティー
送液ポンプは、上流培養から下流精製・製剤化まで関わるため、ほぼすべてのモダリティーで使われます。
抗体医薬
関連度高
本培養精製UF/DF製剤化
フィード添加、送液、ろ過、クロマト、TFFで広く使われる。
ADC
関連度高
抗体原薬リンカー/薬物工程製剤
抗体原薬の上流・下流工程で使われる。
二重特異性抗体
関連度高
CHO培養精製製剤
抗体医薬と同様に送液工程が多い。
Fc融合タンパク質・組換えタンパク質
関連度高
培養精製TFF製剤
組換えタンパク質製造全体で使われる。
AAV
関連度高
HEK293/Sf9培養精製UF/DF製剤
ベクター液の低せん断移送が重要。
レンチウイルス
関連度高
Producer Cell培養清澄化濃縮製剤
ウイルス液のせん断や回収率に注意する。
ワクチン
関連度高
細胞培養ウイルス液精製製剤
培地・ウイルス液・バッファー送液で使われる。
細胞治療
関連度高
T細胞NK細胞MSC洗浄・濃縮・製剤化
細胞懸濁液をやさしく閉鎖系で送る必要がある。
iPS細胞・幹細胞由来製品
関連度高
培地交換細胞移送洗浄製剤化
細胞ダメージと閉鎖性が重要。
遺伝子編集
関連度高
編集細胞ベクター製造細胞処理
細胞・ベクター・試薬液の移送で使われる。
mRNA-LNP
関連度高
バッファーLNP混合TFF製剤液
精密流量制御や低せん断送液が重要。
プラスミドDNA
関連度高
発酵アルカリ溶解精製TFF
発酵液、溶解液、精製液の送液で使われる。
微生物発酵
関連度高
培地フィード酸/塩基消泡ハーベスト
発酵工程全体で使われる。
低分子医薬品
関連度中〜高
反応液溶媒製剤液連続製造
フロー合成や製剤工程で関係する。
メーカー製品
ペリスタルティックポンプ（10）
Watson-MarlowWatson-Marlow Peristaltic Pumpsライフサイエンス、製薬、バイオプロセス向けに広く使われるペリスタルティックポンプ。培地、フィード、バッファー、工程液の送液に使われる。公式URL Watson-Marlow530 / 630 / 730 Series Pumpsラボ〜プロセス用途で使われるペリスタルティックポンプシリーズ。流量範囲やポンプヘッドを選択して、フィード添加や培地送液に使う。公式URL Watson-MarlowQuantum Single-Use Bioprocessing PumpReNu SU Technologyを用いるシングルユースバイオプロセス向けポンプ。特に下流バイオプロセス用途を想定したペリスタルティックポンプ。公式URL Watson-MarlowPumpsil / PureWeld XL / Bioprene TubingWatson-Marlowポンプと組み合わせるバイオプロセス用チューブ。流量精度やチューブ寿命に関係する。公式URL Masterflex / AvantorMasterflex Peristaltic Pump Systemsバイオプロセス、食品、研究、工業用途に対応するペリスタルティックポンプ。幅広い流量範囲と通信・制御オプションを持つ。公式URL Masterflex / AvantorMasterflex L/S Series低〜中流量の研究・開発・プロセス用途で使われるペリスタルティックポンプ。フィード添加、培地送液、サンプリングに使われる。公式URL Masterflex / AvantorMasterflex I/P Series中〜高流量用途で使われるペリスタルティックポンプ。培地送液、ろ過、バッファー送液などに使われる。公式URL Cole-ParmerMasterflex Pump Systems研究・プロセス向けのMasterflexポンプシステム。流量範囲、ポンプヘッド、チューブ材質を選定して使う。公式URL VerderflexVerderflex Peristaltic Pumpsチューブポンプ・ホースポンプを展開。バイオプロセスや工業用途の液移送で使われる。公式URL Ismatec / Cole-ParmerIsmatec Precision Pumps精密送液、小流量、多チャンネル送液に使われるポンプ。研究・分析・小型培養で使われる。公式URL
ダイアフラムポンプ・低脈動ポンプ（7）
Quattroflow / PSG DoverQuattroflow Quaternary Diaphragm Pumps4ピストンダイアフラム方式のポンプ。低せん断・低脈動で、TFF、クロマト、ウイルスろ過、精製、インライン希釈に使われる。公式URL Quattroflow / PSG DoverQuattroflow Single-Use Pumpsシングルユースポンプチャンバーに対応するダイアフラムポンプ。GMP製造や多品目製造で使われる。公式URL Quattroflow / PSG DoverQF30 / QF150 / QF1200 / QF2500 / QF4400 / QF20k研究〜製造スケールまでのQuattroflowポンプシリーズ。流量や用途に応じて選定する。公式URL CPC BiotechQuattroflow Four-Piston Diaphragm Pumpsステンレス製またはシングルユースプラスチックポンプチャンバーに対応するQuattroflowポンプ。公式URL KNFDiaphragm Liquid Pumpsダイアフラム式液体ポンプ。研究・分析・プロセス送液で使われる。バイオプロセス用途では液接触材質や無菌性確認が必要。公式URL IwakiDiaphragm Metering Pumps薬液添加、pH調整液、プロセス液送液に使われるダイアフラムポンプ。公式URL ProMinentMetering Pumps酸・塩基、薬液、添加液の定量送液に使われるポンプ製品群。公式URL
マグレブポンプ・低せん断ポンプ（5）
LevitronixBPS Bioprocessing Pump Systems磁気浮上技術を用いたバイオプロセス向けポンプシステム。低せん断、低粒子、低脈動を重視する工程で使われる。公式URL LevitronixPuraLev / Leviflow関連製品磁気浮上ポンプ、流量センサー、バイオプロセス向け流体制御に使われる製品群。公式URL LevitronixSingle-Use Bioprocessing Pumpsシングルユース流路に対応するバイオプロセス向けポンプ。TFF、クロマト、製剤液、せん断感受性液の送液で使われる。公式URL em-tec / PSG BiotechBioProTT Flow Measurementバイオプロセス向け非侵襲流量測定。ポンプ制御や送液確認と組み合わせて使われる。公式URL PSG BiotechFlow Control SolutionsQuattroflowや関連流量制御製品を含むバイオプロセス向け流体制御ソリューション。公式URL
シリンジポンプ・精密送液ポンプ（7）
Harvard ApparatusSyringe Pumps研究用の精密シリンジポンプ。少量送液、試薬添加、マイクロ流体、細胞実験で使われる。公式URL ChemyxSyringe Pumps研究・開発向けの精密シリンジポンプ。小流量添加、LNP研究、マイクロ流体で使われる。公式URL KD ScientificSyringe Pumps低流量・精密送液向けのシリンジポンプ。研究用途で使われる。公式URL FluigentPressure-based Flow Controllersマイクロ流体やLNP研究で使われる圧力制御型送液システム。公式URL Dolomite MicrofluidicsMicrofluidic Pumpsマイクロ流体、LNP、微粒子作製などに使われる小流量送液システム。公式URL TecanCavro Pumps自動分注装置や液体ハンドリングに組み込まれる精密ポンプ。公式URL HamiltonSyringe Pumps / Liquid Handling Modules自動分注、分析装置、研究用送液に使われる精密ポンプ製品群。公式URL
チューブ・シングルユース流路（8）
Watson-MarlowWatson-Marlow Bioprocessing TubingWatson-Marlowポンプと組み合わせるバイオプロセス用チューブ。自社でポンプとチューブを提供し、流量性能や適合性を最適化する。公式URL Saint-GobainC-Flex Tubingバイオプロセスや細胞処理で広く使われるシングルユースチューブ。無菌接続やポンプ送液で使われる。公式URL Masterflex / AvantorMasterflex TubingMasterflexポンプ用のチューブ製品群。流量、耐薬品性、用途に応じて選定する。公式URL SartoriusTuflux / Single-use Tubing Assembliesシングルユース流路、チューブ、アセンブリ製品群。バイオプロセス送液で使われる。公式URL CytivaReadyCircuit / Single-use Tubing Assembliesバイオプロセス向けシングルユース流路アセンブリ。培地、フィード、バッファー、工程液送液で使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaMobius Single-use Assembliesシングルユースバッグ、チューブ、コネクターを含む流路アセンブリ。公式URL MeissnerBioFlex Tubing / Single-use Assembliesバイオプロセス向けチューブ、バッグ、コネクターを含むアセンブリ。公式URL AdvantaPure / NewAge IndustriesAdvantaFlex / Biopharma Tubingバイオプロセス向けシングルユースチューブ。ポンプ送液や無菌接続で使われる。公式URL
流量計・圧力センサー・制御関連（8）
LevitronixLEVIFLOW Flow Sensorsバイオプロセス向けのシングルユース/非侵襲流量センサー。ポンプ制御や送液確認に使われる。公式URL em-tec / PSG BiotechBioProTT FlowMCP / FlowTrackバイオプロセス向け非侵襲流量計。チューブ外から流量を測定し、ポンプ制御や工程確認に使われる。公式URL Endress+HauserFlowmeters / Pressure Instrumentsプロセス流量、圧力、導電率、pHなどの計測機器。製造設備の送液制御で使われる。公式URL Mettler-ToledoProcess Analytics / WeighingpH、導電率、重量、プロセス分析に使われる計測製品群。フィード添加量確認にも関係する。公式URL SartoriusLoad Cells / BioPAT / Biobrain重量、PAT、プロセス制御、データ管理に使われる製品群。送液量管理や制御連携に関係する。公式URL SiemensSIMATIC / Process Automationポンプ制御、PLC、レシピ、アラーム、製造データ管理に使われる。公式URL EmersonDeltaV製造設備のDCS、ポンプ制御、レシピ管理、データ記録に使われる。公式URL Rockwell AutomationPlantPAx / FactoryTalk製造設備の制御、ポンプ連携、データ管理、自動化に使われる。公式URL
保守・校正・バリデーション関連（8）
Watson-MarlowPump Service and SupportWatson-Marlowポンプ、チューブ、ポンプヘッドの保守・サポートに対応。公式URL Masterflex / AvantorMasterflex Service and SupportMasterflexポンプ、チューブ、ポンプヘッド、校正・保守に関係するサポート。公式URL Quattroflow / PSG DoverQuattroflow Service and SupportQuattroflowポンプ、シングルユースチャンバー、制御関連のサポートに関係する。公式URL LevitronixPump System ServiceLevitronixポンプ、流量センサー、コントローラーの保守・技術支援に関係する。公式URL SartoriusService / Qualification Supportポンプ、BioPAT、Biobrain、シングルユース流路の保守・適格性確認支援に関係する。公式URL CytivaService and Supportシングルユース流路、ポンプ、プロセス装置の保守・支援に関係する。公式URL Thermo Fisher ScientificEquipment Service / Validation Supportシングルユース装置、ポンプ、プロセス機器の保守・バリデーション支援に関係する。公式URL Mettler-ToledoCalibration and Service流量・重量・プロセス計測機器の校正・保守に関係する。公式URL
