Schon aus Kostengründen ist der ressourcenschonende Umgang mit Säugerzellen ratsam. Zusätzlich ist die Zellphysiologie oftmals sehr empfindlich, was eine schnelle Reaktion auf Prozessabweichungen sowie eine präzise Kontrolle der Kulturen unabdingbar macht. Dies ermöglichen moderne Inline-Messlösungen wie das Online-Monitoring der Dichte der lebenden Zellen.
Parameter wie pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Kohlendioxidkonzentration und Zelldichte vermitteln Einblicke in den aktuellen Zustand von Zellkulturen und sind im Hinblick auf Qualität und Quantität des in den Kulturen produzierten Wirkstoffes permanent zu überwachen. Die ermittelten Messwerte geben wertvolle Informationen bezüglich der Nährstoffversorgung der Kulturen und tragen dazu bei, eine ideale Umgebung für ein bestmögliches Endprodukt zu schaffen.
Zur Erfassung der Zelldichte empfiehlt sich die direkte Echtzeitmessung der lebenden Zellen bzw. der gesamten Zelldichte. Dafür hat Hamilton Bonaduz Incyte- und Dencytee-Sensoren entwickelt. Sie erfassen die aktuellen Werte und ermöglichen deren Analyse. Kritische Situationen, die bei den üblichen, punktuellen Offline-Analysen kaum bemerkt worden wären, finden auf diese Weise unmittelbar Beachtung. Für ein bestmögliches Endprodukt ist das Erfassen der Messwerte während der Wachstums- und der stationären Phase, also in dem Zeitraum, in dem das Zielmolekül in zunehmender Menge gebildet wird, entscheidend. Bei ausschließlicher Betrachtung der Gesamtzelldichte ist der Zeitpunkt, ab dem vermehrt Zellen absterben, nicht erkennbar, denn eine Unterscheidung zwischen lebenden und bereits toten Zellen kann nicht getroffen werden. Somit kann bei konstanter optischer Dichte nicht zwischen einem Mangel an Nährstoffen und abgestorbenen Zellen differenziert werden. Dahingegen werden mit dem Monitoring der lebenden Zelldichte Veränderungen sofort detektiert, wodurch die nächsten Schritte sehr zeitnah durchgeführt werden können. Dank der Messung der lebenden Zelldichte werden die Kultivierungsbedingungen optimal gestaltet und die Ausbeute gesteigert. Des Weiteren können Erkenntnisse bezüglich Veränderungen der Zellphysiologie gewonnen werden.
Transparente Prozesse
Incyte ist durch seine Eigenschaften für die Erfassung der lebenden Zelldichte, speziell für Anwendungen bei Säugetierzellen, Hefen und dichten, bakteriellen Fermentationen geeignet. Die erfassten Messwerte sind gegenüber Veränderungen des Mediums, dem Einsatz von Mikrocarriern und vorhandenen Zellfragmenten robust und werden nicht beeinflusst. Mit in Echtzeit erfassten Messwerten kann die Wachstumsphase verlängert und die Fütterungsstrategie optimiert werden. Die positiven Folgen sind neben einer zuverlässigeren Produktion auch ein höherer Ertrag mit gesteigerter Effizienz. Mit Dencytee, dem Sensor zur Messung der gesamten Zelldichte, werden sowohl lebende als auch tote Zellen aufgezeichnet. Als besonders effektiv erweist sich die Technologie, wenn die Zelldichte zu Beginn der Wachstumsphase sehr gering ist oder es sich um bakterielle Organismen handelt, die aufgrund ihres geringen Zellvolumens nur ein sehr schwaches Signal liefern. Insgesamt betrachtet gehören eine schnelle und simple Messung des Zellwachstums und zuverlässige Werte in Bezug auf die Wachstumsphase zu den Stärken des Dencytee-Sensors.
