Die Raman-Spektroskopie hat sich von einer reinen Labormethode zu einem unverzichtbaren Werkzeug der Echtzeitprozesskontrolle entwickelt. War sie zunächst vor allem in Upstream-Prozessen im Einsatz, gewinnt sie nun auch in Downstream-Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Mit Multi-Attribut-Sensoren, berührungslosen Optiken und Hochdurchsatzsystemen erschließt die Raman-Technologie stetig neue Anwendungsfelder.
Die Raman-Spektroskopie ermöglicht durch Lichtstreuung, die molekulare Zusammensetzung von Stoffen präzise zu analysieren. Jeder Stoff erzeugt einen einzigartigen molekularen Fingerabdruck, der chemische Substanzen in Echtzeit identifiziert und quantifiziert – eine deutliche Verbesserung gegenüber klassischen Offline-Messungen. Ursprünglich in Laboren etabliert, hat sich die Technologie zu einem unverzichtbaren PAT-Werkzeug in der Biopharma-Produktion entwickelt. Immer mehr Hersteller setzen auf Raman-Systeme, um kritische Prozessparameter direkt in Bioreaktoren oder Transportleitungen zu überwachen. Dies steigert die Produktausbeute, reduziert Abfälle und verbessert die Qualität der Endprodukte. Besonders vorteilhaft ist die hohe Spezifität der Methode sowie ihre Unempfindlichkeit gegenüber Wasser, wodurch sie sich für zahlreiche biotechnologische Anwendungen eignet.
Neue Technologien wie Single-use-Systeme, optimierte Durchflusszellen und verbesserte Kalibrierungsverfahren steigern die Effizienz, verkürzen Zykluszeiten und sichern die Produktqualität. Fortschritte in der Sensorintegration ermöglichen zudem präzisere Inline-Messungen und eine zunehmend automatisierte Prozesssteuerung. Mit innovativen Hochdurchsatz-Systemen und berührungslosen Optiken erschließt die Raman-Technologie stetig neue Anwendungsfelder. Fortschritte in der Sensorintegration, Echtzeit-Datenanalyse und Prozesskontrolle eröffnen völlig neue Möglichkeiten für die Biopharma-Produktion.
Leistungsfähige Raman-Schnittstelle
Eine Innovation in diesem Zusammenhang ist die Kombination von Endress+Hauser-Analysatoren mit Rxn-46-Sondentechnologie für biotechnologische Anlagen mit der BioPAT-Spectro-Plattform von Sartorius. Diese integrierte Technologie bietet eine ideale Schnittstelle für Prozesse mit hohem Durchsatz in Single-Use-Anwendungen im klinischen Bereich und in der kommerziellen Herstellung. Die angepasste Technologie entspricht den Anforderungen verschiedener Bioreaktortypen und ermöglicht eine schnelle Erfassung von Raman-Daten. Dadurch lassen sich robuste und skalierbare Modelle effizient erstellen. Die schnelle, zuverlässige und genaue Messung von wichtigen Variablen in biotechnologischen Prozessen war noch nie so einfach.
Integration in Single-Use-Systeme
Eine andere aktuelle Entwicklung ermöglicht es, Raman-Technologie vorinstalliert in Single-Use-Bioreaktoren und Mischbeuteln anzubieten. Integrierte Single-Use Raman-Sonden schließen Kontaminationsrisiken aus, die sich im Zusammenhang mit der Sterilisation von Sonden beim Endanwender und dem erforderlichen aseptischen Einsetzen ergeben. Endress+Hauser bietet hierfür den einzigen Multi-Attribut-Sensor, der für verschiedene Arten von Bioprozessbehältern geeignet ist, die von unterschiedlichen Anbietern von Single-Use Behältern erhältlich sind. Das optische Single-Use Raman-System besteht aus einem Einweg-Fitting und einer wiederverwendbaren berührungslosen Optik. Das medienberührte Einwegteil erfüllt die Industriestandards und wird direkt an Anbieter von Single-Use-Systemen verkauft. Nach der Gamma-Sterilisation liefern sie es als sterilen, gebrauchsfertigen Bestandteil des SUB oder Mischbeutels aus. Dieser Ansatz steigert die Benutzerfreundlichkeit, senkt den Reinigungs- und Wartungsaufwand und minimiert das Kontaminationsrisiko – ohne Leistungseinbußen.
