Suchen

Biotechnologie Gasanalysator ermöglicht Monitoring von Fermentationen im GMP-Bereich

| Redakteur: Tobias Hüser

Auf dem Weg zu industriellen Fermentationsprozessen, die den strengen GMP-Auflagen (Good Manufacturung Practice) unterliegen, sind Wissenschaftler wieder einen Schritt vorangekommen. Mit der Ionicon PTR-MS Technologie können flüchtige Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen in der Abluft eines Fermenters gemessen werden, ohne Änderungen im Prozess vorzunehmen. Boehringer Ingelheim hat das System bereits in Betrieb genommen.

Firmen zum Thema

Bioprozess-Analyse bei Boehringer Ingelheim per PTR-MS
Bioprozess-Analyse bei Boehringer Ingelheim per PTR-MS
(Bild: Boehringer Ingelheim )

Innsbruck, Graz/Österreich – Biopharmazeutische Medikamente werden heutzutage größtenteils in biotechnologischen Fermentationen hergestellt. Bisher wurden vorwiegend Off-line Methoden zur Überwachung dieser Prozesse benutzt, bei denen eine Probe aus dem Fermenter gezogen und im Labor analysiert wird. Der Nachteil dieser Methoden liegt auf der Hand: Sie sind kosten- und arbeitsintensiv und die Ergebnisse liegen erst mit Verzögerung vor.

Um zur Kostenreduktion bei gleichzeitig steigender Qualität beizutragen, hat das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (ACIB) gemeinsam mit dem österreichischen Unternehmen Ionicon neuartige Lösungen für die Echtzeitüberwachung von Fermentationen entwickelt. Der Echtzeit-Gasanalysator auf Basis der Protonen-Tausch-Reaktions-Massenspektrometrie (PTR-MS) von Ionicon kann organische Spurengase in sehr niedrigen Konzentrationen und in Echtzeit erfassen und wurde an Forschungsfermentern ausführlich erprobt.

In einem Fermenter werden Spurengase als Nebenprodukt des Stoffwechsels der Mikrooorganismen während der Produktion erzeugt. Durch die Messung des Zeitverlaufs dieser Stoffe lässt sich direkt auf die Aktivität der Mikroorganismen schließen. Diese Information kann zur Überwachung und Steuerung der Fermentation herangezogen werden.

PTR-MS analysiert außerhalb des GMP-Bereichs

Der Bereich der industriellen Fermentationprozesse unterliegt den strengen Richtlinien der sogenannten Good Manufacturing Practice (GMP). Daher können Technologien, die im Forschungsbereich entwickelt und erprobt wurden, nicht einfach auf industrielle Prozesse übertragen werden. Jede Änderung am Prozess, wie beispielweise die Installation von Sonden innerhalb des Fermenters, stellen in der industriellen Biotechnologie große Hürden dar.

„Der Vorteil der PTR-MS Technologie ist, dass sie nicht-invasiv ist, da sie prozessrelevante Informationen aus der Messung der Abluft der Fermenter liefert“, sagt Dr. Hubertus Hohenblum von Boehringer Ingelheim, einem industriellen Partner des ACIB. Eine Änderung des Prozesses ist daher nicht nötig und der Analysator kann gänzlich außerhalb des GMP-Bereichs betrieben werden. Aus diesen Gründen ist die PTR-MS Technologie laut dem ACIB die erste und zur Zeit einzige der erprobten Lösungen, die den entscheidenden Schritt von der Forschung in die „reale Welt“ machen konnte.

Ein solches PTR-MS System wurde vor einigen Wochen bei Boehringer Ingelheim in Wien installiert und liefert hochwertige Daten über den biotechnologischen Fermentationsprozess, wie schon die gute Reproduzierbarkeit der Daten zeigt. „Dies ist eine weitere Bestätigung für die Tauglichkeit von PTR-MS-basierten Lösungen für den Einsatz in der industriellen Prozessüberwachung“, sagt der Biotech-Forscher Dr. Rene Gutmann von Ionicon Analytik. Die schnelle Messgeschwindigkeit des Analysators erlaubt darüber hinaus die parallele Überwachung, das so genannte Multiplexing, mehrerer Fermenter mit einem Gerät.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 42506032)