Si vous n'avez pas encore vu ce webinaire, « Utilisation de l'indice de réfraction pour garantir la qualité et la sécurité de l'ultrafiltration intermédiaire du plasma sanguin », vous pouvez le visualiser maintenant à la demande. Au cours de ce webinaire en anglais, nous avons reçu beaucoup d'excellentes questions auxquelles nous n'avons pas pu répondre faute de temps. Voici toutes les questions, avec les réponses : 

Question : Qu'entend-on par dn/dc ?

Réponse : Cette notation fait référence à la pente ou à la sensibilité de l'impact sur l'indice de réfraction d'une variation de la concentration de protéines. Dans la notation, n est l'indice de réfraction, c est la concentration en protéines et d fait référence à un changement différentiel. Les publications scientifiques utilisent la notation dn/dc pour décrire le rapport entre l'indice de réfraction et la concentration de protéines.

Question : Quelle est la durée de vie de la source lumineuse du réfractomètre Vaisala ?

Réponse : La source lumineuse à LED de nos réfractomètres est extrêmement durable. À ce jour, nous n'avons rencontré aucune panne de source lumineuse. Nous avons des clients dont les installations de réfractomètre remontent à plus de 20 ans et qui fonctionnent toujours bien.

Question : Sera-t-il nécessaire de remplacer des pièces de votre réfractomètre après un certain temps ?

Réponse : Les réfractomètres Vaisala n'ont pas de pièces amovibles ou consommables, et ne sont pas sensibles à la dérive des mesures. Il n'y a aucune pièce à remplacer et aucun étalonnage à refaire. Vaisala propose des solutions spéciales de lavage de prisme que nous recommandons pour les applications exigeantes où les surfaces intérieures des tuyaux (et donc aussi le prisme) peuvent avoir des revêtements. Mais, en ce qui concerne les applications de filtration des protéines sanguines, nous ne nous attendons à aucun problème avec le revêtement du prisme.

Question : Si le liquide n'est pas homogène, comment l'indice de réfraction peut-il indiquer la concentration partielle d'un seul composant ?

Réponse : L'indice de réfraction est influencé par tous les composants du liquide et, par conséquent, le réfractomètre affiche toujours la concentration totale (solides dissous totaux), et non une concentration partielle d'un composant. Dans une application d'ultrafiltration de plasma sanguin, avec un liquide de composition multiple et une matrice non protéique qui affecte également la mesure, la concentration de protéines peut être déterminée à partir de la différence de l'indice de réfraction entre le perméat et le rétentat issus du processus d'ultrafiltration.

Question : Quel sera l'impact du saccharose dans la solution sur la mesure de la concentration de protéines ?

Réponse : À l'instar des protéines, les sucres dissous dans la solution augmenteront également l'indice de réfraction. La quantité de sucre peut être déterminée à partir d'une phase de préparation antérieure du fluide du processus dans laquelle seul le saccharose est présent.

Question : Nous avons une solution qui contient 8 % de saccharose. La concentration des anticorps monoclonaux (mAbs) est ~120 g/L. Peut-on utiliser un réfractomètre pour mesurer ?

Réponse : Oui, nous pouvons mesurer la concentration totale de la solution avec des réfractomètres, car le saccharose et les mAbs ont un effet sur l'indice de réfraction. Dans le processus d'ultrafiltration, les mesures du rétentat et du perméat permettent de distinguer la matrice non protéique.

Question : Quels protocoles de communication les réfractomètres utilisent-ils ?

Réponse : Les réfractomètres de la série PR53 sont dotés de sorties mA et Ethernet. L'Ethernet communique sur la base du protocole UDP/IP et les détails sont disponibles dans le guide de l'utilisateur de la série PR53. En option, un convertisseur de bus de terrain pour FJB peut être utilisé si Modbus/TCP, Modbus RTU, Ethernet/IP, PROFIBUS ou PROFINET sont requis.

Question : La mesure du réfractomètre Vaisala est-elle influencée par la matrice (nature et concentration) ?

Réponse : L'indice de réfraction est influencé par tous les constituants du liquide ; par conséquent, le réfractomètre affiche toujours la valeur de concentration totale (solides dissous totaux). Les changements dans la matrice non protéique (p. ex. la concentration en sel) auront également un impact sur l'indice de réfraction, de sorte que les mesures du rétentat et du perméat sont importantes pour contrôler le processus d'ultrafiltration.

Question : Puis-je intégrer directement le signal du réfractomètre dans mon skid ou dans mon système de contrôle de l'automatisation, ou devrai-je acheter le transmetteur ?

Réponse : Les réfractomètres Vaisala peuvent être utilisés comme appareils autonomes. Autrement dit, vous pouvez directement intégrer le signal mA ou Ethernet du réfractomètre à votre système de contrôle de l'automatisation. L'interface utilisateur Web est incluse dans le réfractomètre. Les unités d'affichage physiques (interface multicanal utilisateur (MI) et interface compacte utilisateur (CI)) sont facultatives. 

Question : Cela n'est pas vraiment une question, mais dans le cadre des applications réfrigérées, les mesures de référence doivent être effectuées avec l'accessoire autonome sur le réfractomètre de procédé, car les instruments de paillasse ne peuvent pas se refroidir en deçà d'environ 15 °C…

Réponse : Nous sommes heureux d'apprendre que notre cuvette de test de laboratoire pour le réfractomètre PR53AC qui permet la thermostatisation de l'échantillon est pratique.

Question : Est-il possible d'avoir un rapport après la validation à sauvegarder pour les audits ?

Réponse : Oui. Notre procédure de vérification du réfractomètre est facile à réaliser et vérifie que le réfractomètre répond aux spécifications en matière d'exactitude de l'indice de réfraction. La procédure de vérification en rend compte.

Question : L'indice de réfraction dépend-il de la turbidité (p. ex. des particules) ?

Réponse : Pas exactement. Les solides ou particules en suspension n'ont pas d'effet sur l'indice de réfraction, car il s'agit d'une mesure sélective pour la phase liquide et les solides dissous. Par conséquent, la turbidité est un paramètre différent de l'indice de réfraction. Si nous tenons compte de très petites particules, il existe un point où les particules peuvent être considérées comme dissoutes et commencent à avoir un impact sur l'indice de réfraction.

Question : Le réfractomètre peut-il être utilisé pour mesurer la concentration d'éthanol dans les suspensions de plasma ?

Réponse : En principe, oui. À l'instar de tous les autres constituants, la concentration en éthanol a également un impact sur l'indice de réfraction. Un réfractomètre ne peut pas mesurer sélectivement la part de concentration d'éthanol dans la suspension de plasma. Par contre, il est possible de détecter les variations de la concentration d'éthanol à partir de l'indice de réfraction. Nous aurions besoin d'en savoir plus sur votre application particulière. Par exemple : quelle est l'exactitude ou la répétabilité requise pour les changements de concentration d'éthanol ? Quelles sont les conditions de température ? Y a-t-il d'autres composants qui changent en plus de l'éthanol ? Veuillez nous contacter pour approfondir ce thème.

Question : Est-il possible de mesurer la concentration de protéines dans un mélange de protéines et d'adjuvant de filtration ?

Réponse : Oui, le réfractomètre peut mesurer les solides dissous totaux du liquide. Mais pour répondre pleinement, nous aurions besoin de discuter de détails tels que le type d'adjuvant de filtration utilisé. Cela nous aiderait à déterminer tout impact sur l'indice de réfraction avant ultrafiltration, ainsi que sur le perméat et le rétentat.

Posez une question pour en savoir plus sur les avantages de l'indice de réfraction pour votre application.

En savoir plus sur les réfractomètres dans les applications biotechnologiques et pharmaceutiques.

Ce blog est le second d'une série en trois parties sur l'optimisation des processus de fabrication des API au moyen des réfractomètres Vaisala. Lisez le premier blog : « Perfectionnement des processus de transfert de solvant avec les données de tendance de l'indice de réfraction ». 

La cristallisation est une méthode importante utilisée dans la fabrication pharmaceutique pour purifier, récupérer et séparer l'ingrédient pharmaceutique actif (API) d'un solvant. Elle consiste à séparer l'API sous forme solide pure en refroidissant une solution (ou barbotine) contenant le médicament. La cristallisation joue un rôle crucial dans les processus pharmaceutiques car la plupart des API sont produites sous forme cristalline. De plus, la cristallisation a un impact sur la qualité et la sécurité du médicament final.

Le contrôle de la cristallisation joue un rôle crucial en garantissant la production cohérente de cristaux avec les propriétés souhaitées, telles que la distribution granulométrique (DGP). Des propriétés comme la DGP influencent l'efficacité et la stabilité des produits pharmaceutiques. Ainsi, la taille des particules du médicament peut affecter leur biodisponibilité, leur solubilité et leur taux de dissolution, ce qui peut avoir un impact sur leur effet thérapeutique. Tout écart des conditions de refroidissement compromettra la qualité du produit et l'aptitude au traitement en aval des cristaux.

Différentes techniques sont utilisées pour contrôler la qualité des cristaux et la DGP, comme le contrôle de la vitesse de refroidissement, l'ensemencement et sursaturation. Les mesures de l'indice de réfraction fournissent des données de concentration sélectives de la liqueur mère et des valeurs fiables pour suivre la sursaturation en temps réel et aider à contrôler la cristallisation.

Cristallisation contrôlée grâce à la surveillance de la sursaturation et de l'indice de réfraction

Le contrôle de la cristallisation via la surveillance de la sursaturation est une application courante du réfractomètre de procédé Vaisala. L'objectif est de faciliter la cristallisation et de contrôler la DGP en surveillant la concentration du liquide mère pendant la pré-concentration et la cristallisation.

La sursaturation est l'état dans lequel la concentration des solutés dans une solution dépasse son point de saturation d'équilibre, un moteur de la croissance cristalline et de la nucléation. Pour contrôler la cristallisation et obtenir une bonne DGP, la concentration de la solution est maintenue, dans un cas idéal, proche de la courbe de solubilité dans la zone métastable. Si la vitesse de refroidissement est supérieure au dernier point idéal de saturation, la solution dépasse la courbe de supersolubilité pour arriver dans une zone instable où la cristallisation a lieu spontanément et rapidement. A ce stade, la taille des cristaux est incontrôlable. En contrôlant la concentration des solutés, il est possible de contrôler le degré de sursaturation, ce qui peut affecter la granulométrie pendant la cristallisation.

Pour l'un de nos clients, l'indice de réfraction a été un outil pratique dès le début du développement pour étudier les conditions de cristallisation et développer des profils de cristallisation par refroidissement. Dans leurs tests, les scientifiques ont utilisé des mesures de l'indice de réfraction pour mieux comprendre la cristallisation par refroidissement d'un certain API. Voici leurs constatations : 

« Le processus de cristallisation apparaît clairement dans les données du réfractomètre. À mesure que le liquide se concentre, l'indice de réfraction augmente jusqu'à atteindre la saturation, puis diminue rapidement lorsque le soluté passe de la phase liquide à la phase solide. Le début exact de la cristallisation peut être observé. »

L'indice de réfraction est une mesure sélective de la concentration du liquide, un moyen idéal de surveiller la sursaturation pendant les opérations de cristallisation. Notre client conclut que les valeurs de l'indice de réfraction se sont avérées utiles pour obtenir un meilleur contrôle de la DGP, montrant une fiabilité élevée des mesures même en présence de matière solide en suspension (pendant la formation des cristaux) et de bulles de gaz.