Koşulların hücreler için optimum düzeyde kalmasını sağlamak için fermantasyon ve hücre kültüründe çözünmüş oksijen ölçümü esastır.
Teknik dokümanda açıklandığı gibi, fermentörlerde/biyoreaktörlerde düşük çözünmüş oksijen seviyeleri büyüme oranını, besin alımını, hücre morfolojisini ve metabolit sentezini etkileyebilir; bu da verimin azalmasına ve daha düşük son ürün kalitesi elde edilmesine neden olur. Yüksek seviyeler, ortamdaki bileşenleri oksitleyebilen reaktif oksijen türlerinin oluşmasına neden olur ve bunun sonucunda hücre mutasyonları meydana gelir. Ek olarak, hava enjekte etmek için güçlü kompresörlere ihtiyaç duyan büyük fermentörlerde aşırı dağıtma, yüksek maliyetli bir enerji kaybıdır. Bu nedenle, çözünmüş oksijenin gereken düzeyde kalmasını sağlamak, proses optimizasyonu için çok önemlidir.
Doğru oksijen kontrolü, yalnızca fermentörlere/biyoreaktörlere takılan çözünmüş oksijen sensörlerinde gerçekleştirilen ölçümler güvenilirse mümkündür. Bir sensörün ölçüm ucunda toplanan veya ucun üzerinden geçen hava kabarcıkları sensör sinyalinde gürültü oluşturur. Hatalı ölçüm tepe veya uç noktaları, dağıtım veya ilave besleme için uygun olmayan düzenlemeler yapılmasına, fermantasyon/hücre kültürü kontrol stratejilerinde bileşik oluşturma sorunlarına yol açabilir.
Amperometrik sensörler farmasötik endüstrisinde uzun yıllardır kullanılıyor olmasına karşın, optik sensörler polarizasyon ihtiyacının olmaması, bakım talebinin daha az olması ve çok düşük sapma düzeyi sayesinde bunların yerini alıyor. Hava kabarcıklarının neden olduğu yukarıda açıklanan gürültülü sinyaller hem amperometrik hem de optik çözünmüş oksijen sensörlerinde görülebilir.
Bu teknik dokümanda, METTLER TOLEDO'nun optik sensörü için sensör ucunda kabarcık birikimini önleyen bir sensör elemanı ile bu sorunu nasıl çözdüğü gösterilmektedir.
Teknik dokümanda, METTLER TOLEDO çözümüne geçerek gürültülü oksijen sinyallerini ortadan kaldıran ve fermantasyon proseslerini önemli ölçüde iyileştiren bir Brezilya tesisinde yaşanan bir örnek olay da yer almaktadır.
Teknik dokümandaki temel konular:
- Fermantasyon ve hücre kültüründe oksijenin rolü ve etkisi
- Çözünmüş oksijen nasıl ölçülür ve kontrol edilir
- Oksijen sensörü sinyal gürültüsü sorununa çözüm
