Nichtinvasive Durchflussmessung in Perfusionssystemen mittels Clamp-On-Ultraschalltechnologie
Ein ATF-Bioreaktor (Alternating Tangential Flow Filtration bioreactor) ist ein Perfusionssystem, das eine spezielle Membranpumpe und einen Hohlfaserfilter verwendet, um einen gepulsten Fluss von Zellkulturbrühe durch den Filter zu erzeugen. Perfusionssysteme sind in der vorgelagerten Bioprozessindustrie weit verbreitet, um eine kontinuierliche Zellkultur und eine hochproduktive Herstellung von Biologika zu ermöglichen. Diese Systeme erfordern eine präzise Steuerung der Medienzugabe, der Produkternte und der Abfallbeseitigung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung strenger Sterilität.
Anforderungen an die Anwendung
Perfusions-Bioreaktorsysteme arbeiten kontinuierlich und erfordern eine zuverlässige Echtzeitüberwachung mehrerer Flüssigkeitsströme.
Zu den wichtigsten Anforderungen gehören:
- Nicht-invasive Durchflussmessung zur Aufrechterhaltung steriler Bedingungen in Einwegsystemen
- Genaue Überwachung von Medienzufuhr, Ernte und Abfallströmen
- Stabile und wiederholbare Leistung für lang andauernde Prozesse
- Kompakte Instrumente, die in platzbeschränkte Bioprozessanlagen passen
- Einfache Automatisierung für die Integration in Prozesssteuerungssysteme
Innerhalb des Perfusionsprozesses:
- Frisches Medium wird kontinuierlich in den Bioreaktor eingespeist
- Die Zellen werden im Reaktor mit Hilfe von Rückhaltevorrichtungen zurückgehalten
- Das Produkt wird kontinuierlich geerntet
- Abfall wird entfernt, um optimale Bedingungen aufrechtzuerhalten
Um diesen kontinuierlichen Betrieb zu unterstützen, muss die Durchflussmessung präzise und stabil sein und sich leicht in automatisierte Kontrollstrategien integrieren lassen.
Prozess-Lösung
Der Ultraschall-Durchflussmesser der Serie BCU von Brooks Instrument bietet eine zuverlässige Lösung für die Durchflussüberwachung in Perfusionssystemen, ohne die Sterilität zu beeinträchtigen.
Im Betrieb:
1. frisches Medium fließt mit einer kontrollierten Rate in den Bioreaktor
2. der Durchflussmesser der BCU-Serie misst den Durchfluss nicht-invasiv an den Schläuchen
3. die Zellen werden im Bioreaktor zurückgehalten
4. das Produkt wird kontinuierlich gesammelt
5. der Abfall wird aus dem System entfernt
Systemkonfiguration
Typische Perfusionssysteme verwenden:
- Ein bis vier Ultraschall-Durchflussmesser der BCU-Serie pro System, je nach Anzahl der überwachten Ströme (z. B. Zufuhr, Ernte, Abfall, Rezirkulation)
Vorteile für Upstream-Bioprozesse
- Aufrechterhaltung des sterilen Betriebs mit nicht-invasiver Messung
- Verbessert die Kontrolle von kontinuierlichen Perfusionsprozessen
- Verbessert die Produktkonsistenz und den Ertrag
- Reduziert die Komplexität im Vergleich zu indirekten Messmethoden
- Unterstützt skalierbare und automatisierte Bioprozessabläufe
Eine genaue und zuverlässige Durchflussmessung ist für eine erfolgreiche perfusionsbasierte Bioprozessierung unerlässlich. Die Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesser der BCU-Serie bieten eine nicht-invasive, stabile und automatisierungsfreundliche Lösung, die den hohen Anforderungen von Upstream-Single-Use-Systemen gerecht wird.
Durch die präzise Überwachung kritischer Prozessströme unterstützt die BCU-Serie eine verbesserte Prozesssteuerung, höhere Produktivität und größere betriebliche Effizienz in der modernen biopharmazeutischen Produktion.
