In-line-Sensor für Prozesskontrolle Gesamtzelldichte in Bioprozessen messen

Um die Gesamtzelldichte direkt im Bioreaktor zu messen, bietet die Hamilton Bonaduz AG neue Sensoren. Diese sollen die Prozessüberwachung erleichtern und Ergebnisse besser reproduzierbar machen.

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Mettler-Toledo GmbH

Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

Ionicon Analytik Ges.m.b.H.

Hamilton Bonaduz AG Business Unit Process Analytik

Mit dem Sensor Dencytee Arc präsentiert die Hamilton Bonaduz AG eine neue Generation der in-line Gesamtzelldichte-Messung. Anders als bei dem herkömmlichen Messprinzip der Gesamtzelldichte, bei dem lediglich das transmittierte Licht gemessen wird, hat Hamilton die Messtechnik auf das nächste Level gehoben und die Vorteile der Transmissions- und Reflexionsmessung kombiniert, heißt es in einer Pressemeldung. Konkret bedeutet das, es kommt nicht wie bisher ein Lichtdetektor zum Einsatz, sondern zwei, die zusätzlich das von den Zellen reflektierende Licht messen können. Daraus resultiert eine höhere Zuverlässigkeit, die sowohl in niedrigen als auch in hohen Zellkonzentration eingesetzt werden kann. Die perfekte Linearität über den gesamten Messbereich von 0 bis 200 g/L und eine Genauigkeit von ± 1 % ermöglichen eine nahezu lückenlose Prozessüberwachung und die Etablierung der Prozesskontrolle, beides in Echtzeit, heißt es vom Unternehmen.

Weniger Laboraufwand, stringente Datenqualität

„Bisher messen über 85 Prozent der Kunden die Zelldichte offline“, sagt erklärt Katharina Dahlmann, Produkt Manager Zelldichte bei Hamilton. „Das bedeutet einen großen Laboraufwand, hohes Kontaminationsrisiko sowie eine schwankende Datenqualität aufgrund von Handhabungsfehlern und/oder unterschiedlichen Bedienern. Da es bisher keine zufriedenstellende Alternative gab, akzeptierten die Anwender diese Einschränkungen.“ So erforderte die Optimierung des Prozesses und der Prozesssteuerung bisher viel Zeit und ein genaues Prozessverständnis. Bei einer 24-stündigen Fermentation werden beispielsweise 30 Proben inklusive Nachtproben über den gesamten Prozess gezogen. Durch die regelmäßige Prozessüberwachung soll z. B. der Induktionspunkt nicht verpasst werden, der Ablauf ist aber sehr arbeitsintensiv für das Laborpersonal. Zudem können lange Arbeitstage sowie Schichtwechsel die Ergebnisse beeinflussen. Das Resultat sind Schwankungen in der Produktausbeute und -qualität, da der Prozess nicht geregelt werden kann. All diese Herausforderungen sollen dank des Dencytee Arc Sensors nun der Vergangenheit angehören. Durch den Einsatz der Sonden wird die Anzahl der Offline-Proben reduziert und somit sowohl Zeit als auch Geld gespart.

Abgerundet wird die Neuentwicklung mit der bereits bekannten Arc-Technologie, die eine direkte Kommunikation mit dem Prozessleitsystem mittels Modbus oder 4 bis 20 mA gewährleistet. Weitere Kommunikationsstandards sollen in Kürze folgen. Der Sensor sendet nicht nur einen kompensierten Messwert zur Steuerung von Prozessen. Er bietet auch eine Vielzahl an Diagnosefunktionen, die automatisch und GMP-konform aufgezeichnet werden. Die Gesamtzelldichte (Total Cell Density / TCD) kann somit schnell und exakt erhoben und für die Steuerung sowie die Dokumentation genutzt werden.

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