Die Entwicklung makromolekularer Therapeutika ist mit zeitaufwendigen und kostenträchtigen Prozessdurchläufen verbunden, die nötig sind, um das entsprechende Wissen aufzubauen und die Verfahren zu optimieren. Dabei ist auch die Skalierung vom Labormaßstab auf die Verfahrenstechnik eine Herausforderung. Der Einsatz der Raman-Spektroskopie zur Prozesskontrolle ermöglicht einen reibungslosen Übergang vom Labor in den Prozess.
Die Raman-Spektroskopie misst chemische Zusammensetzungen durch Anregung einer Probe, oft mit sichtbarem Licht oder Licht im nahen Infrarotbereich. Die angeregte Verbindung behält beim Übergang aus dem virtuellen angeregten Zustand zurück in den Grundzustand eine kleine Menge der Energie des Photons zurück. Die Darstellung dieser Übergänge in einem Spektraldiagramm macht es möglich, Änderungen in der Wellenlänge des gestreuten Lichts zu erkennen, die für die Molekülschwingungen der jeweiligen chemischen Verbindungen charakteristisch sind. Die Raman-Spektroskopie erzeugt also einen molekularen Fingerabdruck der einzelnen Substanzen, um diese nachzuweisen, zu quantifizieren und zu überwachen.
Die Raman-Technologie wurde anfangs in wissenschaftlichen Laboren eingesetzt. Mit der Zeit hat sich die Technologie allerdings weiterentwickelt und die Bedienoberflächen sind benutzerfreundlicher geworden, sodass industrielle Anwendungen möglich geworden sind. Heute findet man die Raman-Spektroskopie im Labor, in tragbaren Geräten, in der Industrie, in der Umweltüberwachung sowie in der klinischen Forschung. Raman-Spektren sind so spezifisch, dass sie die Messung mehrerer Komponenten mit einer Glasfaseroptik-Sonde gestatten.
Raman-Spektroskopie in der biopharmazeutischen Industrie
Die zunehmende Verwendung der Raman-Spektroskopie in der biopharmazeutischen Industrie hat in den letzten zwei Jahrzehnten noch einmal Fahrt aufgenommen. Machbarkeitsstudien sind in praktische Anwendungen umgesetzt worden, die den Nachweis erbracht haben, dass die Technologie verlässliche Messungen für die Überwachung von Kulturen in biotechnischen Upstream-Prozessen liefert. Im Industriebereich zeigt sich eine weiter steigende Anwendung in Zellkultur- und Fermentationsverfahren.
Die Technologie selbst entwickelt sich ständig weiter. Dabei arbeiten die führenden Anbieter von Raman-Geräten mit Pilotanwendern in der Biopharmazie zusammen. Gemeinsam arbeitet man daran, die Anforderungen der Praxis in die anstehende Entwicklung von Raman-Produkten einzubringen. Diese Partnerschaft bringt einige Vorteile mit sich, z.B. die Übertragung bewährter Konzepte und generischer Modelle sowie die erfolgreiche Skalierung bis zu hin cGMP-kompatiblen Anwendungen und einer Raman-basierten Prozessführung.
