CO2-Inkubatorüberwachung mittels viewLinc
Eines der wichtigsten Geräte bei der Herstellung und Erforschung von Biopharmazeutika ist der CO2-Inkubator. Diese Inkubatoren werden für Zellkulturprozesse in vielen Anwendungen verwendet, einschließlich Antikörperproduktion, Gewebetechnik, Virusimpfstoffforschung, Fortpflanzungstechnologien, Zell- und Gentherapien und Toxizitätsstudien.
Moderne CO2-Inkubatoren als komplexe Systeme
Inkubatoren ahmen die Umgebungsbedingungen von Zellen in einem lebenden Körper (in vivo) effektiv nach, um ein erfolgreiches Zellwachstum in Medien in der Kammer (in vitro) zu ermöglichen. Das Kultivieren von Zellen erfordert nicht nur ideale Bedingungen in den eingesetzten Medien, sondern auch in der Inkubatorkammer. Wenn Chargen nicht unter kontrollierten Bedingungen kultiviert werden, sind die Ergebnisse möglicherweise nicht reproduzierbar.
In Fällen, in denen sich eine Zellkultur nicht vermehrt hat, gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Problembehebung. Die erste Fehlerquelle bei der Zellkultivierung sind jedoch häufig die Bedingungen innerhalb des Inkubators. Während moderne Inkubatoren die Bedingungen basierend auf Messungen von Sensoren im Inkubator selbst automatisch anpassen können, sind diese Messungen möglicherweise nicht genau.
Sofern ein CO2-Inkubator nicht neu installiert und validiert oder kürzlich gewartet und neu qualifiziert wurde – und vorausgesetzt, die Wartung umfasste eine Kalibrierung und Justierung der integrierten Sensoren –, ist es riskant, sich ausschließlich auf die Messfunktionen des Inkubators zu verlassen. Es gibt mehrere Systeme, die in jedem Inkubator ausfallen können. Die Kosten, die damit verbunden sind, dass ein Parameter außerhalb der Toleranzgrenze liegt, sind hoch. Der Verlust von Proben ist nur eine Möglichkeit.
In-vitro-Übereinstimmung in vivo realisieren
Kulturbedingungen sind je nach Prozess unterschiedlich. Für die meisten menschlichen Zellen halten Inkubatoren typischerweise eine Temperatur von 37 °C aufrecht, wobei Kohlendioxid bei 5 % CO2 und relative Feuchte (rF) bei 95 %rF liegt. Belastungstests können höhere oder niedrigere Temperaturen erfordern, und manchmal werden andere Gase als CO2 auf einer bestimmten Konzentration gehalten. Externe Sensoren können für verschiedene Parameter hinzugefügt werden, bieten aber auch eine redundante Überwachung mit Geräten, die einfacher zu kalibrieren sind und Alarme für Bedingungen außerhalb der Toleranzgrenze senden können.
Genaue Messungen bedeuten wiederholbare Prozesse
Für Inkubatoranwendungen bietet Vaisala mehrere Sensoren zur Messung und Überwachung der Bedingungen. Für Kohlendioxid in Inkubatoren ist die CO2-Sonde GMP251 eine ideale Lösung. Die Sonde basiert auf der Vaisala CARBOCAP® Technologie, die Messstabilität gewährleistet. Der CARBOCAP® Sensor verfügt über eine neue Art von Infrarotlichtquelle (IR) anstelle der herkömmlichen Glühlampe. Dieser Fortschritt verlängert die erwartete Lebensdauer der Sonde erheblich. Die GMP251 Sonde kompensiert auch Temperatur und Druck, was bei jeder Gasmessung wichtig ist. Zusätzlich wird der Sensorkopf beheizt, um Kondensation zu vermeiden und die Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
Drahtlose Überwachung vereinfacht Installationen
Bei der neuesten Anpassung der GMP251 Sondentechnologie ist die Sonde mit dem Vaisala Drahtlosdatenlogger RFL100 verbunden, um die Installation zu vereinfachen und Echtzeit- und Verlaufsdaten an ein Vaisala Überwachungssystem zu senden. Die kontinuierlichen Überwachungssysteme viewLinc Cloud und viewLinc Enterprise Server bieten Alarme, Trenddaten in Echtzeit sowie Berichte zur Konformität der GxP-Vorschriften. Beide Systeme überwachen mehrere Parameter, darunter Temperatur, relative Feuchte, CO2, Differenzdruck, Niveau, Türschalter usw. und senden Fernalarme per SMS, E-Mail oder Telefon.
Im Datenlogger RFL100 kommt die von Vaisala entwickelte VaiNet Funktechnik zum Einsatz, um eine Konnektivität wie bei Kabelnetzwerken und eine überlegene Signalstärke von 100 m zu erreichen. Der Kohlendioxiddatenlogger VaiNet RFL100 kann den CO2-Prozentsatz oder den CO2-Prozentsatz mit Temperatur, Feuchte oder beidem messen. Der RFL100 wurde für Inkubatoren konzipiert und verfügt über Optionen zur Sondenmontage, die eine sichere und flexible Sensorplatzierung innerhalb eines Inkubators ermöglichen.
Intelligente Sonde: Einfachheit und Drahtlosinnovation
Optionale hitzebeständige Kabel vereinfachen die Hitzesterilisation, da nur die Sonde entfernt werden muss. Die mühelose Demontage der intelligenten GMP251 Sonde ermöglicht auch eine einfache Kalibrierung der Sonde unabhängig vom Datenlogger.
Da der Bedarf an Inkubatoranwendungen zunimmt – aufgrund des Wachstums in Märkten, die Fortpflanzungstechnologien, Zell- und Gentherapien, Infektionskrankheits- und Impfstoffforschung umfassen –, müssen genaue Messungen, die reproduzierbare Prozesse ermöglichen, ein bestimmendes Merkmal in der biotechnologischen Forschung und Produktion darstellen.
Mit den Fortschritten bei Drahtlostechnologien wie dem RFL100 und der Entwicklung intelligenter Sonden wie der GMP251 können Montage, Bereitstellung, Kalibrierung, Datenintegrität und Einhaltung von GxP-Vorschriften Forscher*innen und Herstellern einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.