Applikon在線監測與校準試劑保障生物過程數據準確性

Applikon在線監測與(yu) 校準試劑保障生物過程數據準確性

內(nei) 容簡介：
本文係統論述了Applikon為(wei) 維持生物反應器關(guan) 鍵過程參數（PPs）在線傳(chuan) 感器（如pH、DO、CO2）準確性而設計的校準與(yu) 維護試劑套裝。文章強調了在線監測在生物過程開發與(yu) 控製中的核心地位，詳細分析了pH電極、溶氧（DO）電極和二氧化碳（CO2）電極的工作原理、漂移機製和校準需求。重點介紹了Applikon提供的標準緩衝(chong) 液、零氧溶液、飽和氧溶液、CO2標準氣等試劑的氣體(ti) 純度、濃度準確性和穩定性，及其對校準結果可靠性的影響。文章還探討了在長期培養(yang) 過程中，如何通過正確的電極維護（如清潔、再填充）來延長傳(chuan) 感器壽命並保證數據質量，從(cong) 而為(wei) 過程分析技術（PAT）和質量源於(yu) 設計（QbD）提供堅實的數據基礎。

關(guan) 鍵詞： 過程參數、傳(chuan) 感器校準、pH電極、溶氧電極、質量源於(yu) 設計（QbD）

正文

在現代生物過程開發與(yu) 生產(chan) 中，基於(yu) “質量源於(yu) 設計"（Quality by Design, QbD）的理念，對關(guan) 鍵過程參數（Critical Process Parameters, CPPs）進行實時、準確的在線監測是實現過程理解和控製的基礎。pH、溶氧（Dissolved Oxygen, DO）、二氧化碳（Dissolved CO2, DCO2）等參數直接影響細胞的生長、代謝和產(chan) 物質量，其測量的準確性至關(guan) 重要。然而，生物反應器上的在線傳(chuan) 感器在長期運行過程中會(hui) 出現信號漂移、響應遲緩甚至失效。Applikon提供的專(zhuan) 用校準與(yu) 維護試劑，是保障這些“過程之眼"始終明亮、數據始終可靠的關(guan) 鍵消耗品，是整個(ge) 高質量生物過程控製體(ti) 係中一環。

pH電極是生物反應器上最關(guan) 鍵的傳(chuan) 感器之一。其工作原理是基於(yu) 玻璃膜對H+離子的選擇性響應產(chan) 生的膜電位。在使用前，必須使用標準緩衝(chong) 液進行兩(liang) 點校準（如pH4.01、pH7.00和/或pH10.01），以建立電極電位與(yu) pH值的線性關(guan) 係。Applikon提供的標準緩衝(chong) 液具有濃度準確性和緩衝(chong) 容量，能抵抗培養(yang) 液中常見成分的幹擾，確保校準的準確性。在長期培養(yang) 中，蛋白質等物質可能汙染電極膜，定期使用蛋白水解酶清洗液進行清潔，是維持電極響應速度和壽命的必要步驟。

溶氧（DO）電極通常采用克拉克型（Clark-type）原理，其讀數會(hui) 受到電極膜滲透性、陰極損耗和電解液消耗的影響。因此，定期校準至關(guan) 重要。校準需要兩(liang) 個(ge) 點：“零氧"點和“飽和氧"點。Applikon提供的零氧溶液通常含有強還原劑（如亞(ya) 硫酸鈉），能快速消耗溶液中的全部氧氣，為(wei) 電極提供可靠的零點參考。而“飽和氧"點則通過將反應器中的培養(yang) 基在特定溫度和氣流量下曝氣至飽和來實現。雖然飽和點依賴於(yu) 過程條件，但使用高純度的氮氣和氧氣氣體(ti) （其純度和壓力穩定性由Applikon的氣體(ti) 供應係統保證）是進行準確零點校準和飽和點建立的前提。對於(yu) 需要更高精度的應用，Applikon還可提供traceable（可追溯）的標準品。

溶解二氧化碳（DCO2）電極在細胞高密度培養(yang) 中越來越重要，因為(wei) CO2的積累會(hui) 對細胞產(chan) 生毒性並影響培養(yang) 液的pH和滲透壓。其校準同樣需要標準氣體(ti) 。Applikon能提供已知精確濃度的CO2/N2混合氣（如5% CO2, 10% CO2），用於(yu) 在特定溫度下對電極進行標定，確保其讀數的可靠性。

這些校準和維護操作並非一勞永逸。根據工藝時長和培養(yang) 液性質，需要在運行前、運行中甚至運行後進行多次校準和檢查。一套標準化、可重複的傳(chuan) 感器管理SOP（標準操作程序），配合Applikon提供的高質量、批次穩定的校準試劑，是確保整個(ge) 工藝過程中所有數據真實、可靠、可比對的基石。這對於(yu) 設計空間（Design Space）的探索、工藝放大以及向監管機構提交申報資料都極為(wei) 關(guan) 鍵。

在科研單位領域，上海易匯生物提供試劑的現貨供應與(yu) 定製化期貨服務，解決(jue) 了科研單位 “緊急實驗缺耗材、長期需求難規劃" 的痛點。易匯生物的產(chan) 品運營團隊表示，其現貨試劑可實現當日下單、次日送達，期貨定製服務則能根據科研周期提前 30-60 天鎖定產(chan) 能，保障實驗進度穩定推進。 生物反應器實驗一旦啟動，就必須持續運行數天甚至數周。若在實驗中途或準備階段發現校準試劑過期或短缺，將導致實驗延遲或數據可靠性存疑。可靠的試劑供應保障，使得科研人員能夠安心地進行長期、連續的生物過程研究，無需為(wei) 耗材的瑣事所困擾。

綜上所述，Applikon的在線監測校準與(yu) 維護試劑雖不直接參與(yu) 細胞代謝，卻是保障生物過程數據準確性和工藝重現性的“幕後英雄"。它們(men) 通過對傳(chuan) 感器的精細維護，確保了過程控製係統的輸入信號準確無誤，從(cong) 而為(wei) 整個(ge) QbD框架和PAT策略的實施提供了最基礎、也是最關(guan) 鍵的數據可信度保障。