Hamilton Bonaduz AG

Mit einem neuen Sensor wird die Echtzeit-Zelldichtemessung im Bereich 0 bis 200 gL mit ±1 Prozent Genauigkeit möglich.

Bild: Hamilton

Gesamtzelldichte in Bioprozessen Zelldichtemessung: Transmissions- und Reflexionsmessung kombiniert

26.04.2022

Ein Unternehmen aus der Schweiz hat eine neue Methode zur Messung von Gesamtzelldichte in Bioprozessen entwickelt. Statt wie bisher nur ein Lichtdetektor kommen dabei zwei zum Einsatz, die zusätzlich das von den Zellen reflektierende Licht messen. Das verhilft zu mehr Zuverlässigkeit und einer nahezu lückenlosen Prozessüberwachung.

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Mit dem Dencytee Arc hat Hamilton Bonaduz eine neue Generation von Inline-Sensoren zur Gesamtzelldichte-Messung vorgestellt. Anders als beim gängigen Prinzip, bei dem lediglich das transmittierte Licht erfasst wird, hat das Unternehmen die Messtechnik dabei weiterentwickelt: Durch die Verwendung von zwei statt wie bisher einem Lichtdetektor kombiniert es die Vorteile der Transmissions- und Reflexionsmessung.

Aus dieser Verbindung soll eine höhere Zuverlässigkeit folgen, die sowohl in niedrigen als auch in hohen Zellkonzentration zum Tragen kommen kann. Die perfekte Linearität über den gesamten Messbereich von 0 bis 200 g/L und eine Genauigkeit von ±1 Prozent ermöglichen laut Hamilton eine nahezu lückenlose Prozessüberwachung und Etablierung der Prozesskontrolle, beides in Echtzeit.

Weniger Laboraufwand, stringente Datenqualität

„Bisher messen über 85 Prozent der Kunden die Zelldichte offline“, sagt Katharina Dahlmann, Produktmanagerin Zelldichte bei Hamilton. Das bedeute einen großen Laboraufwand, hohes Kontaminationsrisiko sowie eine schwankende Datenqualität aufgrund von Handhabungsfehlern und/oder unterschiedlichen Bedienern. Da es bisher keine zufriedenstellende Alternative gegeben habe, akzeptierten Anwender diese Einschränkungen.

Die Optimierung von Prozessen und Prozesssteuerung erforderte deshalb viel Zeit und ein genaues Prozessverständnis. Bei einer 24-stündigen Fermentation beispielsweise werden 30 Proben inklusive Nachtproben über den gesamten Prozess gezogen. Durch die regelmäßige Prozessüberwachung soll unter anderem 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: Schwankungen in der Produktausbeute und -qualität, da der Prozess nicht geregelt werden kann.

All diese Herausforderungen sollen durch den Dencytee Arc gelöst werden. Mit den Sonden lässt sich die Anzahl der Offline-Proben reduzieren und somit Zeit und Geld sparen. Die Neuentwicklung ist zudem mit der bekannten Arc-Technologie ausgestattet, die eine direkte Kommunikation mit dem Prozessleitsystem mittels Modbus oder 4...20 mA erlaubt. Weitere Kommunikationsstandards sollen in Kürze folgen.

GMP-konforme Diagnose

Der Sensor sendet dabei nicht nur einen kompensierten Messwert zur Steuerung von Prozessen, sondern bietet zusätzlich diverse Diagnosefunktionen. Diese werden automatisch und GMP-konform aufgezeichnet. Die Gesamtzelldichte (Total Cell Density, TCD) kann somit schnell und exakt erhoben und für die Steuerung sowie die Dokumentation genutzt werden.

Im Rahmen der Markteinführung des Dencytee Arc hat Hamilton eine englischsprachige Broschüre veröffentlicht, die sich mit TCD als Prozessparameter in Bioreaktoren befasst. Diese und weitere Informationen zum Produkt finden Sie hier.

Bildergalerie

  • Der neue Gesamtzelldichte-Sensor Dencytee Arc

    Bild: Hamilton

  • Das kombinierte Messprinzip aus Transmissions- und Reflexionsmessung

    Bild: Hamilton

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