FOGALE活細(xì)胞在線檢測(cè)儀

目前測(cè)量細(xì)胞濃度的方法主要有化學(xué)法（DNA/RNA分析）和物理法（干重、光密度、呼吸商等）兩大類。一般來說，與物理法相比，化學(xué)法能較準(zhǔn)確的測(cè)量有代謝活性的生物量，缺點(diǎn)是花費(fèi)時(shí)間長，而利用物理法測(cè)量，無法區(qū)分處于懸浮狀態(tài)的顆粒和微生物，也無法分別活死細(xì)胞；而FOGALE活細(xì)胞在線檢測(cè)儀有效的解決了這些問題。

的傳感器 
電容/光密度 
耐高壓滅菌/可拆卸 
12mm/25mm/三夾頭 
流通式/固定式 
實(shí)驗(yàn)室/工業(yè)生產(chǎn) 
R&D/cGMP 
通訊方式 
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議 
ModBus RTU Profibus DP Devicenet 
模擬信號(hào) 4-20 mA 
以太網(wǎng) 遠(yuǎn)程控制 / OPC 
USB 數(shù)據(jù)輸出 / 升級(jí) 

 當(dāng)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)酵罐等 GMP 環(huán)境中的活菌體、細(xì)胞的正確濃度及生長狀態(tài)時(shí) 
 您需要 ——HAMILTON 原位活細(xì)胞濃度在線分析儀 
生物量的監(jiān)控從來沒有如此容易   
1、FOGALE  Nanotech  Biomass  System對(duì)發(fā)酵罐來說一個(gè)理想的設(shè)備,適合從臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器到業(yè)中試工廠的應(yīng)用。
12mm 和 25mm 直徑的探頭適合任何型號(hào)的反應(yīng)器。它的模擬信號(hào)輸出可很容易整合到發(fā)酵罐模擬接口，可用發(fā)酵罐的軟
件進(jìn)行處理：保持細(xì)胞密度穩(wěn)定或優(yōu)化補(bǔ)料速率變得非常簡單。   
優(yōu)點(diǎn)   
  適合在 cGMP 環(huán)境下放大的理想系統(tǒng)  探頭由符合 FDA規(guī)定的材料制成（不銹鋼 316 鋼，PEEK，鉑，EPDM）  標(biāo)準(zhǔn)探
頭尺寸適合所有的反應(yīng)器 。 
2、有吸引力的價(jià)格 靈活性   
每臺(tái) Biomass  System能同時(shí)監(jiān)控多達(dá) 4 個(gè)探頭，可方便變成多通道系統(tǒng)（即每臺(tái) Biomass  System可同時(shí)監(jiān)控 1-4 臺(tái)
生物反應(yīng)器）   
Xsystem 軟件—容易數(shù)據(jù)處理   

Xsystem 是非常好用的軟件包，可在 PC 上對(duì)細(xì)胞密度和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。當(dāng)選配這個(gè)軟件后，Biomass  System就
*由電腦控制。   
概述 
     活菌細(xì)胞濃度測(cè)量在發(fā)酵過程中具有非常重要的作用。 通過它可以了解生物反應(yīng)器中菌體或
細(xì)胞生長狀況，也可以了解一些描述菌體或細(xì)胞生長或生產(chǎn)能力的間接參數(shù)，如比生產(chǎn)速率，
比基質(zhì)消耗速率，細(xì)胞代謝流衡算等。 
然而由于活細(xì)胞濃度傳感技術(shù)的困難，傳統(tǒng)的測(cè)量方法還是通過手工取樣測(cè)量。操作復(fù)雜，滯
后時(shí)間長。尤其是在解決區(qū)分培養(yǎng)基顆粒，微載體，絲狀菌濃度檢測(cè)等問題上都有局限性。 
測(cè)量原理  ——雙電極電容法 
這個(gè)技術(shù)基于研究們例如 Fricke（1936），Schwan（1950）和 Hanal（1960）的發(fā)現(xiàn)，他們論證了在 ? 分散頻率范圍內(nèi)，生物量容積率與培養(yǎng)液中介電系數(shù)有關(guān)。   
3、檢測(cè)原理是基于細(xì)胞濃度與培養(yǎng)液的介電系數(shù)變化的線性關(guān)系。由于 Biomass  System高度靈敏性，它能在一個(gè)對(duì)細(xì)胞大小的變化沒有影響的頻率范圍工作。測(cè)量的細(xì)胞濃度與細(xì)胞的大小變化無關(guān)，F(xiàn)ogale  Biomass，不象其他設(shè)備，是一個(gè)多頻率的設(shè)備，在高頻率部分 ? 分散頻率范圍內(nèi)工作。      

 在兩個(gè)電極電場(chǎng)的影響下，質(zhì)膜未動(dòng)的細(xì)胞極化并表現(xiàn)為小的電容。產(chǎn)生的電容在第二對(duì)電極下測(cè)量，能與細(xì)胞濃度***地
關(guān)聯(lián)。不象傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備，系統(tǒng)只對(duì)活細(xì)胞反應(yīng)，對(duì)懸浮液中的氣泡、微載體、細(xì)胞碎片和其他顆粒不敏感。   
1987 年 Kell 首先描述了測(cè)量細(xì)胞量的雙電極性質(zhì)。生物量測(cè)量是采用圖中所示的 4 個(gè)鉑金電極，外面兩個(gè)外電極產(chǎn)
交變的電場(chǎng)，兩個(gè)內(nèi)電極測(cè)量電壓。在緩沖液環(huán)境中，兩個(gè)外電極間使溶液內(nèi)的離子向相反方向移動(dòng)形成溶液的電導(dǎo)率。
活細(xì)胞細(xì)胞膜完整，在電場(chǎng)中被極化而形成電容。而這個(gè)電容值會(huì)被 HAMILTON 準(zhǔn)確檢測(cè)出來，用已標(biāo)志生物量生一個(gè)（BIOMASS）不同的細(xì)胞種類會(huì)有不同的電容值。其大小和細(xì)胞的體積也呈一定比例。而死細(xì)胞（膜破裂），氣泡或是細(xì)胞碎片因不能形成一個(gè)電容，所以 HAMILTON 將不會(huì)將其檢測(cè)到。 

FOGALE  Nanotech 是由研究者于 1983 創(chuàng)立的， 開發(fā)了許多產(chǎn)品致力于高性能測(cè)量。FOGALE  Nanotech 持續(xù)致力于創(chuàng)新和設(shè)定高性能和準(zhǔn)確系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了*的在線 Biomass  System，用于活細(xì)胞的濃度監(jiān)控。   
FOGALE  Nanotech  Biomass  System能***和可靠測(cè)量動(dòng)物細(xì)胞、酵母、細(xì)菌、***和植物細(xì)胞密度。它對(duì)復(fù)雜培養(yǎng)液中非常低和高的細(xì)濃度都適合測(cè)量。校正過程與使用光密度設(shè)備一樣簡單。   
高性能的探頭   FOGALE  Nanotech  Biomass  System配備高性能的探頭，使它非常適合生物量的監(jiān)控   
"  標(biāo)準(zhǔn)的尺寸（25mm 和 12mm 的直徑，適合所有的接口）   
"  高工作電導(dǎo)率，可達(dá) 100mS/cm   
 
高精度   
Biomass  System提供在線測(cè)量：   
"  精度 0.02g/L(與電導(dǎo)率無關(guān))   
"  寬的電導(dǎo)率范圍(0.5-100mS/cm)    
在線生物量測(cè)量   
 Biomass  System:   
"  實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄所有的生長情況   
"  監(jiān)控細(xì)胞培養(yǎng)液中的細(xì)胞密度   
"  能明顯降低取樣過程的污染風(fēng)險(xiǎn)   
"  降低高強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)室分析需求(易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤)   
 
技術(shù)說明： 
BIOMASS  SYSTEM   
濃度范圍   動(dòng)物細(xì)胞:104-109 細(xì)胞/ml,  酵母:0-200g/L干重,細(xì)菌:0-200g/L干重(高通氣的細(xì)菌:5-200g/L)   
精度   動(dòng)物細(xì)胞:104 細(xì)胞/ml,  酵母，細(xì)菌:0．02g/L干重   
電導(dǎo)范圍   0．5-100mS/cm   
串口   RS232C/Mod  BUS  數(shù)據(jù)傳送   
輸出   0-10V 或 4-20mA（對(duì)細(xì)胞密度和電導(dǎo)率）   
電源   110-240V，50/60HZ   
尺寸   450X270X150mm   

HAMILTON 活細(xì)胞在線檢測(cè)儀的基本功能與應(yīng)用 
功能：   HAMILTON 能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)發(fā)酵罐內(nèi)活細(xì)胞的濃度，密度，干重，生物量體積，電容大小，導(dǎo)電率大小；而不受
細(xì)胞碎片，細(xì)胞團(tuán)塊，死細(xì)胞，發(fā)酵液泡沫，微載體顆粒等影響。 
適用范圍：動(dòng)植物細(xì)胞，酵母，細(xì)菌藻類等種類的研究和生產(chǎn)質(zhì)量控制。 
認(rèn)證：   廣泛適用于發(fā)酵生產(chǎn)工藝中的質(zhì)量控制。符合 ISO，F(xiàn)DA，cGMP 等認(rèn)證。  
HAMILTON 的應(yīng)用的實(shí)例： 
Biomass  System可用于在線測(cè)量動(dòng)物細(xì)胞、酵母、細(xì)菌、***和植物細(xì)胞密度（例如：CHO，Sf9，雜交瘤細(xì)胞，啤酒酵母，畢赤酵母，大腸桿菌，乳酸菌，絲狀***等），它也能測(cè)微載體培養(yǎng)過程中的細(xì)胞密度。   
一 ，微載體培養(yǎng)培養(yǎng)監(jiān)測(cè)：傳統(tǒng)方法對(duì)通過微載體來培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞計(jì)數(shù)相當(dāng)困難。需要離線取樣再計(jì)數(shù)細(xì)胞核，但是卻沒有辦法對(duì)其中活細(xì)胞的數(shù)目作出準(zhǔn)確判斷；由于載體材料是均一的，不能形成電容。HAMILTON 能夠檢測(cè)出微載體中活細(xì)胞的數(shù)目，而且不受微載體顆粒的影響。 
二，絲狀菌生長狀態(tài)監(jiān)測(cè)：絲狀菌發(fā)酵（如***生產(chǎn)）中容易產(chǎn)生絲狀菌結(jié)團(tuán)、結(jié)球，沒有明顯的細(xì)胞界限。傳統(tǒng)的方法（如濁度法，染色法）會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。在評(píng)估菌生長情況或放大罐移種菌量時(shí)只能通過“經(jīng)驗(yàn)”來判斷；HAMILTON能夠準(zhǔn)確測(cè)量出絲狀菌包括團(tuán)塊中的生物量，避免由于經(jīng)驗(yàn)不足造成產(chǎn)量下降。    

三，監(jiān)測(cè)發(fā)酵一致性，方便做發(fā)酵放大研究：HAMILTON220 系列可以配上多個(gè)探頭，同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)發(fā)酵罐發(fā)酵情況。結(jié)合各種檢測(cè)參數(shù)，了解菌體或細(xì)胞的生長情況以判斷“收割”時(shí)間。 
四，監(jiān)測(cè)在線發(fā)酵過程，方便做發(fā)酵過程優(yōu)化研究與生產(chǎn)控制：對(duì)灌注發(fā)酵罐中細(xì)胞的濃度進(jìn)行監(jiān)控，指導(dǎo)細(xì)胞返罐量和地物流加速率可促進(jìn)重組蛋白生產(chǎn)自動(dòng)化，并提高產(chǎn)量及降低純化難度；同時(shí)結(jié)合其他檢測(cè)參數(shù)也可以更加容易判斷染菌,菌絲體“自溶”等現(xiàn)象 

發(fā)酵過程中，細(xì)胞濃度是一個(gè)非常重要的生理參數(shù)，不但可以計(jì)算比生長速率，底物消耗速率、生物量產(chǎn)率和維持系數(shù)等參數(shù)，還可以及時(shí)判斷是否有染菌等異常情況發(fā)生。目前測(cè)量細(xì)胞濃度的方法主要有化學(xué)法（DNA/RNA分析）和物理法（干重、光密度、呼吸商等）兩大類。一般來說，與物理法相比，化學(xué)法能較準(zhǔn)確的測(cè)量有代謝活性的生物量，缺點(diǎn)是花費(fèi)時(shí)間長，而利用物理法測(cè)量，無法區(qū)分處于懸浮狀態(tài)的顆粒和微生物，也無法分別活死細(xì)胞。

實(shí)現(xiàn)在線活細(xì)胞濃度監(jiān)測(cè)一直是發(fā)酵領(lǐng)域的熱門話題，僅些年來出現(xiàn)了不少的測(cè)量方法，依據(jù)的工作原理也是五花八門，其中代表性的有聲學(xué)，激光散色、熒光、核磁、量熱或電容。其中法國fogale公司的測(cè)量儀器，以電容法為工作原理，直接將傳感器安裝與發(fā)酵罐上，可承受121℃高溫滅菌，理論技術(shù)也比較成熟，是目前理想的適合工業(yè)級(jí)別的在線活細(xì)胞傳感器。

工作原理：

電容傳感器采用活細(xì)胞的介電特性，實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量活細(xì)胞的生物體積，可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室桌面型的反應(yīng)器或者是工業(yè)規(guī)模的大型反應(yīng)器

兩對(duì)對(duì)電極位于傳感器的頂部，一對(duì)用于在培養(yǎng)基中產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，在電場(chǎng)范圍內(nèi)，帶有完整細(xì)胞膜的細(xì)胞會(huì)在培養(yǎng)基中發(fā)生極化現(xiàn)象，發(fā)生極化的細(xì)胞可以認(rèn)為是極小的電容，死細(xì)胞或者其他粒子沒有完整的細(xì)胞膜，所以不能形成電容型號(hào)。另一對(duì)電極用于檢測(cè)培養(yǎng)基中的介電信號(hào)，培養(yǎng)基中的介電信號(hào)和細(xì)胞的濃度是***關(guān)聯(lián)的。

傳感器采用雙頻測(cè)量模式：培養(yǎng)基的基線在10MHz左右得到，細(xì)胞的信號(hào)在臨界頻率區(qū)域獲得，在曲線的拐點(diǎn)，（動(dòng)物細(xì)胞和細(xì)菌在1MHz，酵母在2MHz）我們獲得了的信號(hào)線性。

應(yīng)用：

這項(xiàng)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種細(xì)胞培養(yǎng)，生物發(fā)酵過程。已被文獻(xiàn)證實(shí)可應(yīng)用的細(xì)胞如下：

動(dòng)物細(xì)胞：CHO, BHK, MDCK, PERC6, NSO, HEK, Hela, Hybridoma, Vero

細(xì)    菌：E.Coli, Bacillus Thuringensis, Salmonella, Streptomyces, Lactic Bacteria

酵    母：Pichia Pastoris, Saccharomyces Cervisiae, Polymorpha Hasenula

昆蟲細(xì)胞：sf9, Hi-5

真    菌：Absidia

 電容探頭（活細(xì)胞濃度） 

電容探頭能提供活細(xì)胞濃度的測(cè)量值。FOGALE 能提供準(zhǔn)確的，重現(xiàn)性非常好的活細(xì)胞濃度的測(cè)量信號(hào)，并且電容探頭只測(cè)量活的細(xì)胞，測(cè)量結(jié)果不受氣泡，微載體或者其他懸浮物質(zhì)的影響。 

和競爭對(duì)手相比： 
 信號(hào)更加穩(wěn)定 
 測(cè)量結(jié)果的重現(xiàn)性更好 
  光密度探頭（總細(xì)胞濃度） 
光密度探頭可以在線測(cè)量被測(cè)介質(zhì)的濁度，從低細(xì)胞濃度到高細(xì)胞濃度范圍內(nèi)提供持續(xù)的，***的測(cè)量結(jié)果。FOGALE 探頭能夠在非常寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)工作。 
和競爭對(duì)手相比： 
  動(dòng)態(tài)線性范圍更寬（直到 400 OD） 
 的光程 
  12mm 直徑的標(biāo)準(zhǔn)探頭 

優(yōu)勢(shì)： 
?  在線監(jiān)控細(xì)胞和菌體生長過程
?  減少取樣過程的污染風(fēng)險(xiǎn) 
?  減少離線測(cè)量的人為誤差 
?  批批跟蹤，提高產(chǎn)品品質(zhì) 
?  過程分析技術(shù)的理想工具 
?  細(xì)胞生長條件優(yōu)化 
?  適時(shí)補(bǔ)料，適時(shí)誘導(dǎo) 
?  優(yōu)化收獲時(shí)間 
?  細(xì)胞溶解監(jiān)控 
    
規(guī)格 
活細(xì)胞濃度  電容：0-700 pF/cm 
測(cè)量范圍  動(dòng)物細(xì)胞：2.0x105-109 /mL 
          酵母、細(xì)菌&***：1g/L-200g/L 干重 
分辨率    0.01x106 
         Cell/mL 動(dòng)物細(xì)胞  0.02g/L 干重     酵母 
電導(dǎo)率    0.5-100mS/cm 
模擬量輸出  4-20mA 模塊 
數(shù)字輸出  以太網(wǎng)（OPC） USB 
    多種總線模塊(Profibus, Fieldbus, Devicenet )  
電源    110-240V    AC 

cGMP 中的有效性 
evo 量程*符合 cGMP 環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。我們提供制藥公司需要的，符合法律法規(guī)要求的全部有效性
文件，提供材質(zhì)證書和 IQ/OQ 程序。 
*的頻率掃描 
所有的系統(tǒng)都擁有進(jìn)的多頻率掃描能力，更適合應(yīng)用于細(xì)胞生理特征的識(shí)別和對(duì)過程更深入的
理解。