Prozess-Sensorik für automatisierte Zellkulturanlagen

Die Herausforderung

Im hochdynamischen Wachstumsmarkt der Biotechnologie werden bei der Produktentwicklung erfolgreiche Essays in automatisierte Produktionsprozesse umgesetzt. Immer öfter bildet dabei eine leistungsfähige Prozess-Sensorik die Grundvoraussetzung, um die komplexen Vorgänge zu steuern und zu erfassen.

Viele Verfahren basieren auf dem Kultivieren und Verarbeiten von Zellen und deren Produkten. Hier gilt es, dynamische Proliferationsraten, Wachstumszyklen und Kontaminationen automatisch und zuverlässig zu erfassen.

 

Lösung

Das Fraunhofer IPT entwickelt und integriert Prozess-Sensorik und Messsysteme für die Verwendung in vollautomatisierten Zellkulturanlagen. Dabei kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz, um möglichst effizient Informationen über die Zellkulturen gewinnen zu können.

Um das Risiko von Kreuzkontaminationen durch die Übertragung pathogener Mikroorganismen zu verringern, setzt das Fraunhofer IPT hauptsächlich auf optische Sensorverfahren, die eine berührungslose schnelle Analyse der Zellkulturen erlauben. Die gewonnenen Informationen wie Proliferationsgrad, Zellmorphologie, optische Dichte, pH-Wert und spektrale Verteilung lassen sich so analysieren.

 

Automatisierte Analysestation für Zellkulturflaschen

Um mit hohem Durchsatz Zellkulturflaschen in automatisierten Anlagen überprüfen zu können, hat das Fraunhofer IPT eine automatische Analysestation entwickelt. Das enthaltene Medium und die Zellen werden anhand optischer Sensoren charakterisiert. Das Risiko von Kreuzkontaminationen durch den Messvorgang lässt sich so vermindern, da die Sensorik nicht in physikalischen Kontakt mit dem Medium tritt. In weniger als einer Minute werden alle Sensoren angefahren und die Zellkulturflaschen wieder ausgegeben.

 

Systemspezifikationen

• Ansteuerung über PC
• Schnittstellen: USB, Firewire
• Baugröße: 400 x 400 x 300 mm
• Reinraumtauglich
• Wachstumsdichte adhärenter Zellen
• Proliferationsgrad der Zellkultur
• Optische Dichte zur Detektion von Kontaminationen
• Analyse des Farbspektrums des Mediums von 400 - 1 000 nm
• Messung des pH-Werts über Indikatorfärbung

 

Leistungen

Das Fraunhofer IPT besitzt langjährige Erfahrungen in den Bereichen Life Science Engineering und Messtechnik. Neben aktiver Arbeit in Forschungsprojekten werden kundenbezogene Lösungskonzepte erfüllt und in marktfähige Systeme umgesetzt.

Das Leistungsspektrum umfasst:

• Entwicklung und Bau von nicht-invasiver Sensorik
• Systemintegration in Produktionsanlagen
• Automatisierung von Sensorsystemen
• Softwareentwicklung zur Bildverarbeitung
• Integration von Messsystemen, z.B. Roche Innovatis HighRes Zellzählgerät
• Entwicklung kundenbezogener Lösungskonzepte