Technologietransfer

Ausgründung: bbi-biotech - Probenahmesystem bioPROBE für die Bioprozessanalytik

Vom 05. bis 07. Oktober 2010 hat die bbi-biotech GmbH, eine Ausgründung des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme, auf der Biotechnica das universale Probenahmesystem bioPROBE für Flüssigproben aus Bioreaktoren vorgestellt. Das vollautomatische System ermöglicht die sofortige und direkte Weitergabe von Proben an Analysegeräte oder Probensammler. Durch eine neue Technologie wird eine Kontamination sowohl der Reaktoren als auch der Proben ausgeschlossen.

Die Bioprozessanalytik befasst sich mit der detaillierten Beobachtung biotechnologischer Prozesse und Verfahren sowie deren Optimierung und Kontrolle. Biotechnologische Verfahren werden z.B von der Pharmaindustrie immer öfter zur Entwicklung neuartiger Wirkstoffe genutzt. Sie basieren auf der Nutzung natürlicher biologischer Stoffumwandlungsprozesse, die u.a. bei der Kultivierung von Mikroorganismen oder Zellen in einem Bioreaktor stattfinden, der mit einem flüssigen Nährmedium gefüllt ist. Um diese Verfahren optimal nutzen zu können, müssen Produktionsineffizienzen reduziert und eine Echtzeit-Überwachung des Produktionsprozesses ermöglicht werden. So kann die Reproduzierbarkeit, die Qualität und die Produktivität einer Kultivierung gesteigert werden, wenn die Analytik näher an den laufenden Bioprozess gebracht wird. Die Online-Analytik stellt eine Lösung dar. Jedoch können hiermit nur wenige Parameter erfasst werden, darunter Druck, Temperatur, pH, Gelöstsauerstoff, Füllstand und Durchfluss. Parameter, die von größerem Interesse sind, wie Medienbestandteile, Farbe, Reinheit, Produktkonzentration, etc. können dagegen momentan nur offline bestimmt werden. Es müssen folglich externe Analysegeräte genutzt werden, die eine Probenahme aus dem Innern des Bioreaktors notwendig machen.
Diese Offline-Analyse liefert Aussagen über die gewünschten Parameter, weist bislang aber häufig noch Defizite auf. So ist sie nicht automatisiert, erfordert den zeitlich intensiven Einsatz von Personal und eine etwaig notwendige Prozesssteuerung ist erst mit entsprechendem Zeitversatz möglich. Ferner führen Probenentnahmen oftmals zu einem erhöhten Verbrauch von Material und Verunreinigung des Nährmediums. Ziel ist es daher, dass die Probenahmegeräte die Analyse näher an den Prozess bringen und eine zeitnahe Bereitstellung von Proben über lange Zeiträume mit einer hohen Genauigkeit gewährleisten. Darüber hinaus darf die Sterilität des Prozesses zu keiner Zeit gefährdet sowie die Proben nicht durch den Vorgang der Probenahme selbst verfälscht werden.
bioPROBE, das sterile, totvolumenfreie und vollautomatisch arbeitende Probenahmesystem der bbi-biotech GmbH, erfüllt diese Anforderungen. Durch einen exklusiven Lizenzvertrag mit der Max-Planck-Innovation GmbH, der Technologietransfer-Organisation der Max-Planck-Gesellschaft, steht das patentierte Verfahren, das zusammen mit dem Max-Planck-Institut Magdeburg entwickelt wurde, bbi-biotech zur Verfügung.

Bild: Das Probenahmesystem bioPROBE
Quelle: bbi-biotech

Das Probenahmesystem dient der Entnahme flüssiger Proben aus einem Bioreaktor. Es besteht aus einer disposablen Sonde, einer speziell entwickelten Schlauchpumpe, einer Pneumatikeinheit sowie einer neuartigen Steuerung. Durch einen Unterdruck, der von der Pumpe erzeugt wird, ist es möglich, eine definierte Menge (0,5 bis 50 ml) Medium über die Einweg-Sonde aus dem Bioreaktor zu entnehmen. Dadurch wird dem Bioreaktor ohne Volumenverlust nur soviel Nährmedium entzogen, wie für die Messungen nötig (totvolumenfrei). Zum Transport der Probe wird ein steriles Gas verwendet, welches das Leitungssystem gleichzeitig reinigt. Die Probe wird dann mit Hilfe von Überdruck komplett aus dem Leitungssystem entfernt. Eine optionale Spülung kann in jedem Fall eine Verfälschung aufeinander folgender Proben verhindern. Die Probenahmesonde kann sowohl über die Deckelplatte des Bioreaktors als auch über seitliche Ports mit Hilfe von Adaptern befestigt werden. Der vollautomatisierte Probenahmevorgang kann mit Hilfe des neuartigen Systems sehr kurz gehalten werden, Offline-Analytik wird zur Atline-Analytik. Durch diese zeitnahe Messung der Daten lässt sich der Prozesszustand unmittelbar bestimmen und umgehend regeln.

bioPROBE unterstützt Bioreaktoren jeder Größe und ist anbindungsfähig an jede Art von Analysegerät wie u.a. Flowzytometer, Enzymsensoren, Massenspektrometer, HPLC und BioArray. Die Konfiguration und Programmierung des Steuerrungssystems ist sehr anwenderfreundlich und kann über einen Webbrowser durchgeführt werden. bbi-Biotech stellt das innovative Probenahmesystem auf der Biotechnica in Hannover in Halle 8, Stand E33 vor.

Bild: Eine Steuerung des Probenahmesystems erfolgt über PC oder PDA, wobei die schnelle Kopplung mit Analysesystemen und der Datenaustausch zu externen Programmen, wie LIMS, SCADA, Modellierungssoftware u.a. ermöglicht wird.
Quelle: bbi-biotech

Kontakt:

bbi-biotech GmbH
Bernd-Ulrich Wilhelm
Geschäftsführer
www.bbi-biotech.com

Max-Planck-Innovation GmbH
Dr. Bernd Ctortecka
Patent- und Lizenzmanager

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