De toekomstige trend van slimme sensoren in de biofarmaceutische industrie

De toekomstige trend van slimme sensoren in de biofarmaceutische industrie

De auteur was diep onder de indruk van de vooruitzichten van de heer Li Shood,vice-president van Tianjing Bioengineering and TechnologyIn de eerste plaats heeft de Commissie in het kader van haar onderzoek naar de ontwikkeling van de biologische industrie in Europa in het begin van dit jaar geïnspireerd op de bouw van intelligente fabrieken en toekomstige faciliteiten voor biofarmaceutische producten.Biofarmaceutische producten, die vijf aspecten omvat: productieproces, aangenomen reactorvorm, procesanalyse methode, kwaliteitscontrole en digitale fabriek.de procesanalysemethode omvat de ontwikkelingsontwikkeling van de standaard QC-detectiemethode buiten de lijn naar de near-line-detectie;, tot de laatste online realtime sensor monitoring.

Figuur 1: Toekomstige faciliteiten voor biofarmaceutische producten

Daarnaast heeft de FDA in 2004 de industriegids Process Analysis Technology (PAT) - An Architecture for Innovation in Drug Development, Manufacturing and Quality Assurance uitgebracht.De FDA identificeerde de term "PAT" als een multidisciplinaire analytische aanpak die chemie omvatte., fysica, microbiologie, wiskunde en risicoanalyse.Intelligente sensor is aandacht waardIn dit artikel worden pH- en DO-sensoren (opgeloste zuurstof) die gewoonlijk in biofarmaceutische producten worden gebruikt, als voorbeelden behandeld.

Figuur 2: Bioreactor pH- en DO-metingssysteem

Zoals in de bovenstaande figuur wordt aangetoond, worden online-pH- en DO-sensoren veel gebruikt bij de online-monitoring van pH en DO in celcultuur en omvat het meetsysteem over het algemeen sensoren en zenders.met een vermogen van niet meer dan 10 kW, procesontwikkelaars of productiepersoneel zijn in het algemeen bezorgd om de volgende twee kernvragen: kunnen de elektroden nauwkeurig en betrouwbaar worden gemeten?Hoe lang zullen de elektroden meegaan?
Ten eerste: Kan de elektrode nauwkeurig en betrouwbaar meten?
Voor sensoren: pH-gevoelige filmimpedantie, referentiesysteem, diafragmaprestaties;interne elektrode en opgeloste zuurstoffilm eigenschappen van elektrochemische zuurstof;De fluorescentiecoating van optische opgeloste zuurstof zal het nulpunt en de helling van de overeenkomstige elektrode bepalenIn het algemeen kan het nulpunt en de helling worden gebruikt om te bepalen of de sensor nauwkeurig kan worden gemeten.metingslus kalibratie- en aanpassingsfuncties, maar ook indirect bepaalt of de sensor de pH en DO nauwkeurig kan meten, en zelfs de zendkabel zal indirect van invloed zijn op de nauwkeurigheid van de meting.
Om te bepalen of de sensor nauwkeurige metingen kan uitvoeren, moeten de sensor en zender daarom een prestatie-diagnose kunnen leveren.De minimumvereiste is dat de sensor ADC (Analog-to-digital Convert) implementeert, namelijk de transformatie van de sensor van het traditionele analoge signaal naar de digitale signaaluitgang. In combinatie met de bijbehorende functies van de zender kan nauwkeurige meting worden bereikt.

Figuur 3: De sensor zet het gemeten signaal om in een digitaal signaal en geeft het met een hogere trouw af

Ten tweede: hoe lang zullen de elektroden meegaan?
Met pH-sensor als voorbeeld, hetzelfde type sensor is het gevoelige membraan, referentiesysteem, het diafragma type is hetzelfde, de levensduur van de theorie zijn allemaal hetzelfde,Maar verschillende sensoren ervaren proces, dus batch te kweken of continue flow plus, is gemakkelijk te schalen van de meetomgeving, ervaren hoeveel tijd de SIP, hoeveel keer de hoge temperatuur sterilisatie, enz.,Deze factoren besloten uiteindelijk dat het echt leven is.En deze informatie, als de elektrode geen ADC implementeert, is het moeilijk om de verzameling en opslag van relevante informatie te realiseren.
Met 60 jaar ervaring op het gebied van procesanalyse,Mettler Toledo heeft op innovatieve wijze het concept van INTELLIGENT sensor management ISM® voorgesteld rond deze twee kernvraagstukken en aanverwanteIn 2005 nam Mettler Toledo de leiding in het realiseren van de digitalisering en intelligentization van sensoren.het verzamelen van elektrode informatie over zichzelf, zoals het type diafragma, de lengte van het diffusieroorgang en de meetprocesomstandigheden, zoals temperatuur, zeer zure of alkalische waarde, enz.,in combinatie met een bepaald algoritme, zoals "RollingAlgorithm" algoritme, met de verandering van de meetomstandigheden, nauwkeuriger, intelligent genereert de volgende gebruikers toegang tot relevante informatie,en het intuïtieve display met de zender:
1) Dynamische levensduurindicator (DLI), die de resterende levensduur van de sensor aangeeft en die kan worden vervangen indien nodig in plaats van regelmatig
2) De herinneringstijd (TTM) behouden en de volgende kalibratie aanbevelen, noch te vroeg noch te laat;
3) Adaptieve kalibratie timer (ACT), die aanbeveelt wanneer de sensor opnieuw moet worden schoongemaakt en onderhouden om ervoor te zorgen dat de sensorprestaties altijd betrouwbaar zijn;

Figuur 4: De zender M800 toont de intelligente diagnostische informatie van het ISM

Naast deze twee kernvraagstukken bevatten sensoren, als onderliggende uitrusting van intelligente biopharmaceutische fabrieken, natuurlijk ook informatie over naleving.ISM intelligent sensor management van een complete set van volledig functionele software kan offline kalibratie realiseren na de ISM sensor plug wordt gemeten, de sensoren van het meetpunt naar een handig offline kalibratielaboratorium, via een volledig elektrode na kalibratie van de informatie op de chip,een elektrode verbonden aan de zender van opnieuw, kan de zender automatisch de kalibratie van relevante informatie lezen, zodat de aansluiting kan worden gerealiseerd, namelijk kan de software-kant tegelijkertijd de PDF-versie van de kalibratie records uitvoeren,kan worden gebruikt als een elektronisch archief kan ook de papieren versie van het bestand afdrukken.
Als u een intuïtiever gevoel wilt krijgen van hoe intelligent sensorbeheer zorgt voor de betrouwbaarheid en consistentie van metingen tijdens de procesontwikkeling en productie,en vermindert het onderhoud en de kalibratie, scan de onderstaande QR-code of klik onderaan het artikel om het origineel te lezen, en doe een aanvraag om de Mettler Toledo iSense-software met één klik te proberen.

Figuur 5: iSense-software maakt offline kalibratie van sensoren mogelijk