FOGALE活細胞在線檢測儀

目前測量細胞濃度的方法主要有化學法（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，化學法能較準確的測量有代謝活性的生物量，缺點是花費時間長，而利用物理法測量，無法區分處于懸浮狀態的顆粒和微生物，也無法分別活死細胞；而FOGALE活細胞在線檢測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 
實驗室/工業生產 
R&D/cGMP 
通訊方式 
工業現場總線協議 
ModBus RTU Profibus DP Devicenet 
模擬信號 4-20 mA 
以太網 遠程控制 / OPC 
USB 數據輸出 / 升級 

 當需要實時檢測發酵罐等 GMP 環境中的活菌體、細胞的正確濃度及生長狀態時 
 您需要 ——HAMILTON 原位活細胞濃度在線分析儀 
生物量的監控從來沒有如此容易   
1、FOGALE  Nanotech  Biomass  System對發酵罐來說一個理想的設備,適合從臺式實驗室反應器到業中試工廠的應用。
12mm 和 25mm 直徑的探頭適合任何型號的反應器。它的模擬信號輸出可很容易整合到發酵罐模擬接口，可用發酵罐的軟
件進行處理：保持細胞密度穩定或優化補料速率變得非常簡單。   
優點   
  適合在 cGMP 環境下放大的理想系統  探頭由符合 FDA規定的材料制成（不銹鋼 316 鋼，PEEK，鉑，EPDM）  標準探
頭尺寸適合所有的反應器 。 
2、有吸引力的價格 靈活性   
每臺 Biomass  System能同時監控多達 4 個探頭，可方便變成多通道系統（即每臺 Biomass  System可同時監控 1-4 臺
生物反應器）   
Xsystem 軟件—容易數據處理   

Xsystem 是非常好用的軟件包，可在 PC 上對細胞密度和電導率數據進行記錄。當選配這個軟件后，Biomass  System就
*由電腦控制。   
概述 
     活菌細胞濃度測量在發酵過程中具有非常重要的作用。 通過它可以了解生物反應器中菌體或
細胞生長狀況，也可以了解一些描述菌體或細胞生長或生產能力的間接參數，如比生產速率，
比基質消耗速率，細胞代謝流衡算等。 
然而由于活細胞濃度傳感技術的困難，傳統的測量方法還是通過手工取樣測量。操作復雜，滯
后時間長。尤其是在解決區分培養基顆粒，微載體，絲狀菌濃度檢測等問題上都有局限性。 
測量原理  ——雙電極電容法 
這個技術基于研究們例如 Fricke（1936），Schwan（1950）和 Hanal（1960）的發現，他們論證了在 ? 分散頻率范圍內，生物量容積率與培養液中介電系數有關。   
3、檢測原理是基于細胞濃度與培養液的介電系數變化的線性關系。由于 Biomass  System高度靈敏性，它能在一個對細胞大小的變化沒有影響的頻率范圍工作。測量的細胞濃度與細胞的大小變化無關，Fogale  Biomass，不象其他設備，是一個多頻率的設備，在高頻率部分 ? 分散頻率范圍內工作。      

 在兩個電極電場的影響下，質膜未動的細胞極化并表現為小的電容。產生的電容在第二對電極下測量，能與細胞濃度***地
關聯。不象傳統的光學設備，系統只對活細胞反應，對懸浮液中的氣泡、微載體、細胞碎片和其他顆粒不敏感。   
1987 年 Kell 首先描述了測量細胞量的雙電極性質。生物量測量是采用圖中所示的 4 個鉑金電極，外面兩個外電極產
交變的電場，兩個內電極測量電壓。在緩沖液環境中，兩個外電極間使溶液內的離子向相反方向移動形成溶液的電導率。
活細胞細胞膜完整，在電場中被極化而形成電容。而這個電容值會被 HAMILTON 準確檢測出來，用已標志生物量生一個（BIOMASS）不同的細胞種類會有不同的電容值。其大小和細胞的體積也呈一定比例。而死細胞（膜破裂），氣泡或是細胞碎片因不能形成一個電容，所以 HAMILTON 將不會將其檢測到。 

FOGALE  Nanotech 是由研究者于 1983 創立的， 開發了許多產品致力于高性能測量。FOGALE  Nanotech 持續致力于創新和設定高性能和準確系統的新標準，開發了*的在線 Biomass  System，用于活細胞的濃度監控。   
FOGALE  Nanotech  Biomass  System能***和可靠測量動物細胞、酵母、細菌、***和植物細胞密度。它對復雜培養液中非常低和高的細濃度都適合測量。校正過程與使用光密度設備一樣簡單。   
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控   
"  標準的尺寸（25mm 和 12mm 的直徑，適合所有的接口）   
"  高工作電導率，可達 100mS/cm   
 
高精度   
Biomass  System提供在線測量：   
"  精度 0.02g/L(與電導率無關)   
"  寬的電導率范圍(0.5-100mS/cm)    
在線生物量測量   
 Biomass  System:   
"  實時測量和記錄所有的生長情況   
"  監控細胞培養液中的細胞密度   
"  能明顯降低取樣過程的污染風險   
"  降低高強度的實驗室分析需求(易出現人為錯誤)   
 
技術說明： 
BIOMASS  SYSTEM   
濃度范圍   動物細胞:104-109 細胞/ml,  酵母:0-200g/L干重,細菌:0-200g/L干重(高通氣的細菌:5-200g/L)   
精度   動物細胞:104 細胞/ml,  酵母，細菌:0．02g/L干重   
電導范圍   0．5-100mS/cm   
串口   RS232C/Mod  BUS  數據傳送   
輸出   0-10V 或 4-20mA（對細胞密度和電導率）   
電源   110-240V，50/60HZ   
尺寸   450X270X150mm   

HAMILTON 活細胞在線檢測儀的基本功能與應用 
功能：   HAMILTON 能實時在線檢測發酵罐內活細胞的濃度，密度，干重，生物量體積，電容大小，導電率大小；而不受
細胞碎片，細胞團塊，死細胞，發酵液泡沫，微載體顆粒等影響。 
適用范圍：動植物細胞，酵母，細菌藻類等種類的研究和生產質量控制。 
認證：   廣泛適用于發酵生產工藝中的質量控制。符合 ISO，FDA，cGMP 等認證。  
HAMILTON 的應用的實例： 
Biomass  System可用于在線測量動物細胞、酵母、細菌、***和植物細胞密度（例如：CHO，Sf9，雜交瘤細胞，啤酒酵母，畢赤酵母，大腸桿菌，乳酸菌，絲狀***等），它也能測微載體培養過程中的細胞密度。   
一 ，微載體培養培養監測：傳統方法對通過微載體來培養的動物細胞計數相當困難。需要離線取樣再計數細胞核，但是卻沒有辦法對其中活細胞的數目作出準確判斷；由于載體材料是均一的，不能形成電容。HAMILTON 能夠檢測出微載體中活細胞的數目，而且不受微載體顆粒的影響。 
二，絲狀菌生長狀態監測：絲狀菌發酵（如***生產）中容易產生絲狀菌結團、結球，沒有明顯的細胞界限。傳統的方法（如濁度法，染色法）會產生很大的誤差。在評估菌生長情況或放大罐移種菌量時只能通過“經驗”來判斷；HAMILTON能夠準確測量出絲狀菌包括團塊中的生物量，避免由于經驗不足造成產量下降。    

三，監測發酵一致性，方便做發酵放大研究：HAMILTON220 系列可以配上多個探頭，同時監測多個發酵罐發酵情況。結合各種檢測參數，了解菌體或細胞的生長情況以判斷“收割”時間。 
四，監測在線發酵過程，方便做發酵過程優化研究與生產控制：對灌注發酵罐中細胞的濃度進行監控，指導細胞返罐量和地物流加速率可促進重組蛋白生產自動化，并提高產量及降低純化難度；同時結合其他檢測參數也可以更加容易判斷染菌,菌絲體“自溶”等現象 

發酵過程中，細胞濃度是一個非常重要的生理參數，不但可以計算比生長速率，底物消耗速率、生物量產率和維持系數等參數，還可以及時判斷是否有染菌等異常情況發生。目前測量細胞濃度的方法主要有化學法（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，化學法能較準確的測量有代謝活性的生物量，缺點是花費時間長，而利用物理法測量，無法區分處于懸浮狀態的顆粒和微生物，也無法分別活死細胞。

實現在線活細胞濃度監測一直是發酵領域的熱門話題，僅些年來出現了不少的測量方法，依據的工作原理也是五花八門，其中代表性的有聲學，激光散色、熒光、核磁、量熱或電容。其中法國fogale公司的測量儀器，以電容法為工作原理，直接將傳感器安裝與發酵罐上，可承受121℃高溫滅菌，理論技術也比較成熟，是目前理想的適合工業級別的在線活細胞傳感器。

工作原理：

電容傳感器采用活細胞的介電特性，實時連續測量活細胞的生物體積，可應用于實驗室桌面型的反應器或者是工業規模的大型反應器

兩對對電極位于傳感器的頂部，一對用于在培養基中產生交變的電場，在電場范圍內，帶有完整細胞膜的細胞會在培養基中發生極化現象，發生極化的細胞可以認為是極小的電容，死細胞或者其他粒子沒有完整的細胞膜，所以不能形成電容型號。另一對電極用于檢測培養基中的介電信號，培養基中的介電信號和細胞的濃度是***關聯的。

傳感器采用雙頻測量模式：培養基的基線在10MHz左右得到，細胞的信號在臨界頻率區域獲得，在曲線的拐點，（動物細胞和細菌在1MHz，酵母在2MHz）我們獲得了的信號線性。

應用：

這項技術可廣泛應用于各種細胞培養，生物發酵過程。已被文獻證實可應用的細胞如下：

動物細胞：CHO, BHK, MDCK, PERC6, NSO, HEK, Hela, Hybridoma, Vero

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

酵    母：Pichia Pastoris, Saccharomyces Cervisiae, Polymorpha Hasenula

昆蟲細胞：sf9, Hi-5

真    菌：Absidia

 電容探頭（活細胞濃度） 

電容探頭能提供活細胞濃度的測量值。FOGALE 能提供準確的，重現性非常好的活細胞濃度的測量信號，并且電容探頭只測量活的細胞，測量結果不受氣泡，微載體或者其他懸浮物質的影響。 

和競爭對手相比： 
 信號更加穩定 
 測量結果的重現性更好 
  光密度探頭（總細胞濃度） 
光密度探頭可以在線測量被測介質的濁度，從低細胞濃度到高細胞濃度范圍內提供持續的，***的測量結果。FOGALE 探頭能夠在非常寬的動態范圍內工作。 
和競爭對手相比： 
  動態線性范圍更寬（直到 400 OD） 
 的光程 
  12mm 直徑的標準探頭 

優勢： 
?  在線監控細胞和菌體生長過程
?  減少取樣過程的污染風險 
?  減少離線測量的人為誤差 
?  批批跟蹤，提高產品品質 
?  過程分析技術的理想工具 
?  細胞生長條件優化 
?  適時補料，適時誘導 
?  優化收獲時間 
?  細胞溶解監控 
    
規格 
活細胞濃度  電容：0-700 pF/cm 
測量范圍  動物細胞：2.0x105-109 /mL 
          酵母、細菌&***：1g/L-200g/L 干重 
分辨率    0.01x106 
         Cell/mL 動物細胞  0.02g/L 干重     酵母 
電導率    0.5-100mS/cm 
模擬量輸出  4-20mA 模塊 
數字輸出  以太網（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 環境的標準。我們提供制藥公司需要的，符合法律法規要求的全部有效性
文件，提供材質證書和 IQ/OQ 程序。 
*的頻率掃描 
所有的系統都擁有進的多頻率掃描能力，更適合應用于細胞生理特征的識別和對過程更深入的
理解。