Misura dell'indice di rifrazione per il controllo della concentrazione proteica in tempo reale nell'ultrafiltrazione del plasma sanguigno
Un misurazione affidabile per ottimizzare il recupero delle proteine nell'ultrafiltrazione del plasma
Introduzione
Il plasma sanguigno contiene centinaia di proteine che svolgono funzioni fisiologiche essenziali. Le più abbondanti, l'albumina e l'immunoglobulina G (IgG), costituiscono circa l'80% delle proteine del plasma.
Il plasma viene impiegato come materia prima per la produzione di prodotti farmaceutici frazionati, quali albumina sierica umana (HSA), immunoglobulina G (IgG), proteine della sottoclasse della trombina e inibitori delle proteasi. Questi prodotti sono fondamentali nel trattamento di condizioni potenzialmente letali, tra cui coagulopatie (emorragie e trombi), malattie immunologiche e infettive e degenerazione dei tessuti.
Il plasma sanguigno può essere separato dal sangue intero mediante centrifugazione oppure ottenuto mediante aferesi. Nelle procedure di raccolta, lavorazione e conservazione, un controllo rigoroso delle condizioni ambientali e di processo, in particolare la temperatura, è fondamentale per preservare la qualità del plasma.
Il processo di frazionamento del plasma inizia con la preparazione e il pooling del plasma congelato, seguiti dalla crioprecipitazione e da fasi di frazionamento quali precipitazioni con etanolo a freddo, filtrazione, e cromatografia. Ogni frazione intermedia viene ulteriormente purificata prima del confezionamento e del rilascio per la distribuzione.
Applicazione
Mezzo misurato
- Prodotto intermedio del plasma sanguigno
Prodotti finali tipici
- Albumina
- Immunoglobulina G
La separazione dell’albumina o delle IgG dai prodotti intermedi del plasma umano avviene generalmente tramite un processo di ultrafiltrazione centrifuga in batch su piccola scala, mentre il plasma animale viene spesso trattato in sistemi di ultrafiltrazione continua di dimensioni maggiori.
In entrambi i casi, la soluzione della frazione plasmatica da fasi di lavorazione precedenti viene pompata attraverso membrane sotto pressione. Le molecole più piccole attraversano la membrana, mentre le proteine più grandi rimangono nella frazione concentrata (retentato). Nei sistemi continui, viene aggiunto un tampone (ad esempio, NaCl allo 0,9%) per mantenere un volume costante mentre le molecole più piccole vengono rimosse.
Il controllo della concentrazione del retentato ha un'importanza fondamentale, in quanto influisce sulla permeabilità della membrana, sulla resa complessiva e sulla qualità del prodotto finale. Una misurazione precisa garantisce conformità alle specifiche indicate e ottimizza l'efficienza operativa.
Strumentazione e installazione
Il rifrattometro di processo compatto con attacco sanitario PR53AC Polaris™ di Vaisala fornisce una misura della concentrazione in linea in tempo reale delle proteine del plasma durante l'ultrafiltrazione. Il monitoraggio continuo dell'indice di rifrazione permette agli ingegneri di processo di raggiungere con precisione i livelli di concentrazione target, migliorando l'uniformità del prodotto e la produttività. La possibilità di misurare l'indice di rifrazione sia nel flusso di alimentazione sia nel flusso del retentato permette di compensare le variazioni nella composizione del tampone, garantendo un controllo semplice e accurato della concentrazione di proteine.
In quanto strumento PAT (Process Analytical Technology), il rifrattometro sostituisce i metodi basati su campione per la determinazione dell’azoto, come i metodi Kjeldahl o Dumas, notevolmente più lenti. A differenza delle misurazioni A280 spettrofotometriche, limitate dall'intervallo di assorbanza, il rifrattometro PR53AC Polaris™ di Vaisala è in grado di misurare le soluzioni proteiche ad alta concentrazione, fino a 220 g/L e oltre, con un'eccellente ripetibilità. Questo consente una misurazione continua e diretta senza la necessità di campionamento manuale o analisi offline, semplificando i flussi di lavoro e riducendo il rischio di errore.
Installazioni tipiche
- Montaggio ad angolo direttamente sul raggio esterno della curva di un tubo
- Integrazione tramite cella di flusso
- Inserimento diretto nel serbatoio di alimentazione
Lo strumento emette segnali Ethernet e 4-20 mA per la connessione ai sistemi di acquisizione o controllo dei dati, favorendo il monitoraggio e la documentazione dei processi in tempo reale.
Grazie al principio di misurazione ottica Polaris™, i rifrattometri PR53AC e PR53AP forniscono letture stabili anche in presenza di bolle o solidi sospesi, non richiedono taratura periodica e possono essere facilmente verificati con liquidi standard a indice di rifrazione noto. Il design è compatibile con la pulizia in loco (CIP), riducendo al minimo le necessità di manutenzione. È disponibile un’opzione con sonda più lunga: il rifrattometro di processo con attacco sanitario PR53AP Polaris™ di Vaisala.
Descrizione della strumentazione
- Intervallo di misura: indice di rifrazione (nD) 1,3200 - 1,5300 (0-100 brix)
- Uso sanitario: conforme ai requisiti 3-A ed EHEDG; parti bagnate elettrolucidate (Ra 0,38 µm)
- Opzioni interfaccia utente: interfacce MI multicanale, CI compatta o WI basata sul Web per l'accesso a misurazione e diagnostica
- Verifica: Taratura in fabbrica; verifica semplice con liquidi RI standard
Conclusione
I rifrattometri di processo in linea Polaris™ di Vaisala garantiscono un monitoraggio accurato e in tempo reale della concentrazione di proteine durante l'ultrafiltrazione del plasma sanguigno. Il design ottico robusto e la conformità agli standard igienici lo rendono ideale per gli ambienti farmaceutici e biotecnologici, consentendo un controllo affidabile della concentrazione del prodotto, un incremento dell’efficienza del processo e la conformità alle linee guida GMP e PAT.
Rifrattometro di processo compatto con attacco sanitario Vaisala Polaris™ PR53AC
Il rifrattometro di processo PR53AC Polaris™ di Vaisala fornisce una misurazione dell'indice di rifrazione (RI) precisa e in tempo reale per il controllo della concentrazione proteica nell'ultrafiltrazione del plasma sanguigno. La struttura dotata di certificazione EHEDG e 3-A per uso sanitario garantisce piena conformità agli standard igienici dei processi farmaceutici e biotecnologici.
Il rifrattometro PR53AC fornisce misurazioni in linea prive di deriva, non influenzate da bolle, colore o particelle sospese, consentendo un controllo stabile del processo e una qualità uniforme del prodotto finale. Progettato per essere compatibile con le procedure di pulizia CIP/SIP e per agevolare l'installazione su raccordi sanitari o celle di flusso, richiede una manutenzione minima e garantisce affidabilità anche in intervalli di temperatura e concentrazione ampi.
Questo rifrattometro compatto e robusto supporta la connettività mA, HART e Modbus RTU e può essere perfettamente integrato negli ambienti GMP automatizzati per un monitoraggio efficiente e continuo del frazionamento del plasma.