Messung von gelöstem Sauerstoff bei Zellkulturen und Fermentation
White Paper

Messung von gelöstem Sauerstoff bei Zellkulturen und Fermentation

White Paper

White Paper zur Vermeidung von Rauschsignalen bei Sauerstoffmessungen bei Fermentation und Zellkulturen

Die Messung von gelöstem Sauerstoff bei der Fermentation und Zellkulturen ist unverzichtbar, um optimale Bedingungen für Zellen sicherzustellen.

Wie im White Paper erklärt, kann eine niedrige Konzentration an gelöstem Sauerstoff bei Fermentern/Bioreaktoren die Wachstumsrate, Nährstoffaufnahme, Zellmorphologie und Metaboliten-Synthese beeinflussen. Dadurch verringern sich Ausbeute und Qualität des Endprodukts. Durch hohe Konzentrationen bilden sich Sauerstoffradikale, die Bestandteile des Mediums oxidieren und zu Zellmutationen führen können. Zudem ist bei großen Fermentern, die für die Luftzuführung leistungsstarke Kompressoren benötigen, ausgiebiges Begasen eine teure Energieverschwendung. Daher ist es für die Prozessoptimierung entscheidend, den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Zielbereich zu halten.

Eine genaue Kontrolle des Sauerstoffgehalts ist nur möglich, wenn man sich auf die Messungen von in Fermentern/Bioreaktoren installierten Sensoren für gelösten Sauerstoff verlassen kann. Luftblasen, die sich an der Messspitze eines Sensors ansammeln oder diese passieren, verursachen ein Rauschen des Sensorsignals. Fehlerhafte Höchst- und Tiefstwerte bei Messungen können zu ungenauen Anpassungen bei der Begasung oder Nährstoffzuführung führen und somit Kontrollstrategien bei Fermentation/Zellkulturen schwieriger gestalten.

Amperometrische Sensoren leisten seit vielen Jahrzehnten in der Pharmaindustrie gute Dienste. Dennoch werden sie durch optische Sensoren ersetzt, da diese keine Polarisation erfordern, seltener gewartet werden müssen und nur einen geringen Drift aufweisen. Sowohl bei amperometrischen Sensoren als auch bei Sensoren für gelösten Sauerstoff können sich die genannten Rauschsignale durch Luftblasen bilden.

In diesem White Paper wird aufgezeigt, wie METTLER TOLEDO dieses Problem mit einem Sensorelement für seinen optischen Sensor gelöst hat, das die Ansammlung von Luftblasen an der Sensorspitze vermeidet.

Das White Paper enthält auch eine Fallstudie an einer brasilianischen Einrichtung, die durch die Umstellung auf eine Lösung von METTLER TOLEDO keine Probleme mehr mit Rauschsignalen durch Sauerstoff hat und ihre Fermentationsprozesse grundlegend verbessern konnte.

Die Highlights des White Paper:

  • Die Rolle und Auswirkung von Sauerstoff bei Fermentation und Zellkulturen
  • Wie gelöster Sauerstoff gemessen und kontrolliert wird
  • Lösungen für Rauschsignale bei Sauerstoffsensoren