FOGALE活细胞在线检测仪

目前测量细胞浓度的方法主要有化学法（DNA/RNA分析）和物理法（干重、光密度、呼吸商等）两大类。一般来说，与物理法相比，化学法能较准确的测量有代谢活性的生物量，缺点是花费时间长，而利用物理法测量，无法区分处于悬浮状态的颗粒和微生物，也无法分别活死细胞；而FOGALE活细胞在线检测仪有效的解决了这些问题。

的传感器 
电容/光密度 
耐高压灭菌/可拆卸 
12mm/25mm/三夹头 
流通式/固定式 
实验室/工业生产 
R&D/cGMP 
通讯方式 
工业现场总线协议 
ModBus RTU Profibus DP Devicenet 
模拟信号 4-20 mA 
以太网 远程控制 / OPC 
USB 数据输出 / 升级 

 当需要实时检测发酵罐等 GMP 环境中的活菌体、细胞的正确浓度及生长状态时 
 您需要 ——HAMILTON 原位活细胞浓度在线分析仪 
生物量的监控从来没有如此容易   
1、FOGALE  Nanotech  Biomass  System对发酵罐来说一个理想的设备,适合从台式实验室反应器到业中试工厂的应用。
12mm 和 25mm 直径的探头适合任何型号的反应器。它的模拟信号输出可很容易整合到发酵罐模拟接口，可用发酵罐的软
件进行处理：保持细胞密度稳定或优化补料速率变得非常简单。   
优点   
  适合在 cGMP 环境下放大的理想系统  探头由符合 FDA规定的材料制成（不锈钢 316 钢，PEEK，铂，EPDM）  标准探
头尺寸适合所有的反应器 。 
2、有吸引力的价格 灵活性   
每台 Biomass  System能同时监控多达 4 个探头，可方便变成多通道系统（即每台 Biomass  System可同时监控 1-4 台
生物反应器）   
Xsystem 软件—容易数据处理   

Xsystem 是非常好用的软件包，可在 PC 上对细胞密度和电导率数据进行记录。当选配这个软件后，Biomass  System就
*由电脑控制。   
概述 
     活菌细胞浓度测量在发酵过程中具有非常重要的作用。 通过它可以了解生物反应器中菌体或
细胞生长状况，也可以了解一些描述菌体或细胞生长或生产能力的间接参数，如比生产速率，
比基质消耗速率，细胞代谢流衡算等。 
然而由于活细胞浓度传感技术的困难，传统的测量方法还是通过手工取样测量。操作复杂，滞
后时间长。尤其是在解决区分培养基颗粒，微载体，丝状菌浓度检测等问题上都有局限性。 
测量原理  ——双电极电容法 
这个技术基于研究们例如 Fricke（1936），Schwan（1950）和 Hanal（1960）的发现，他们论证了在 ? 分散频率范围内，生物量容积率与培养液中介电系数有关。   
3、检测原理是基于细胞浓度与培养液的介电系数变化的线性关系。由于 Biomass  System高度灵敏性，它能在一个对细胞大小的变化没有影响的频率范围工作。测量的细胞浓度与细胞的大小变化无关，Fogale  Biomass，不象其他设备，是一个多频率的设备，在高频率部分 ? 分散频率范围内工作。      

 在两个电极电场的影响下，质膜未动的细胞极化并表现为小的电容。产生的电容在第二对电极下测量，能与细胞浓度***地
关联。不象传统的光学设备，系统只对活细胞反应，对悬浮液中的气泡、微载体、细胞碎片和其他颗粒不敏感。   
1987 年 Kell 首先描述了测量细胞量的双电极性质。生物量测量是采用图中所示的 4 个铂金电极，外面两个外电极产
交变的电场，两个内电极测量电压。在缓冲液环境中，两个外电极间使溶液内的离子向相反方向移动形成溶液的电导率。
活细胞细胞膜完整，在电场中被极化而形成电容。而这个电容值会被 HAMILTON 准确检测出来，用已标志生物量生一个（BIOMASS）不同的细胞种类会有不同的电容值。其大小和细胞的体积也呈一定比例。而死细胞（膜破裂），气泡或是细胞碎片因不能形成一个电容，所以 HAMILTON 将不会将其检测到。 

FOGALE  Nanotech 是由研究者于 1983 创立的， 开发了许多产品致力于高性能测量。FOGALE  Nanotech 持续致力于创新和设定高性能和准确系统的新标准，开发了*的在线 Biomass  System，用于活细胞的浓度监控。   
FOGALE  Nanotech  Biomass  System能***和可靠测量动物细胞、酵母、细菌、***和植物细胞密度。它对复杂培养液中非常低和高的细浓度都适合测量。校正过程与使用光密度设备一样简单。   
高性能的探头   FOGALE  Nanotech  Biomass  System配备高性能的探头，使它非常适合生物量的监控   
"  标准的尺寸（25mm 和 12mm 的直径，适合所有的接口）   
"  高工作电导率，可达 100mS/cm   
 
高精度   
Biomass  System提供在线测量：   
"  精度 0.02g/L(与电导率无关)   
"  宽的电导率范围(0.5-100mS/cm)    
在线生物量测量   
 Biomass  System:   
"  实时测量和记录所有的生长情况   
"  监控细胞培养液中的细胞密度   
"  能明显降低取样过程的污染风险   
"  降低高强度的实验室分析需求(易出现人为错误)   
 
技术说明： 
BIOMASS  SYSTEM   
浓度范围   动物细胞:104-109 细胞/ml,  酵母:0-200g/L干重,细菌:0-200g/L干重(高通气的细菌:5-200g/L)   
精度   动物细胞:104 细胞/ml,  酵母，细菌:0．02g/L干重   
电导范围   0．5-100mS/cm   
串口   RS232C/Mod  BUS  数据传送   
输出   0-10V 或 4-20mA（对细胞密度和电导率）   
电源   110-240V，50/60HZ   
尺寸   450X270X150mm   

HAMILTON 活细胞在线检测仪的基本功能与应用 
功能：   HAMILTON 能实时在线检测发酵罐内活细胞的浓度，密度，干重，生物量体积，电容大小，导电率大小；而不受
细胞碎片，细胞团块，死细胞，发酵液泡沫，微载体颗粒等影响。 
适用范围：动植物细胞，酵母，细菌藻类等种类的研究和生产质量控制。 
认证：   广泛适用于发酵生产工艺中的质量控制。符合 ISO，FDA，cGMP 等认证。  
HAMILTON 的应用的实例： 
Biomass  System可用于在线测量动物细胞、酵母、细菌、***和植物细胞密度（例如：CHO，Sf9，杂交瘤细胞，啤酒酵母，毕赤酵母，大肠杆菌，乳酸菌，丝状***等），它也能测微载体培养过程中的细胞密度。   
一 ，微载体培养培养监测：传统方法对通过微载体来培养的动物细胞计数相当困难。需要离线取样再计数细胞核，但是却没有办法对其中活细胞的数目作出准确判断；由于载体材料是均一的，不能形成电容。HAMILTON 能够检测出微载体中活细胞的数目，而且不受微载体颗粒的影响。 
二，丝状菌生长状态监测：丝状菌发酵（如***生产）中容易产生丝状菌结团、结球，没有明显的细胞界限。传统的方法（如浊度法，染色法）会产生很大的误差。在评估菌生长情况或放大罐移种菌量时只能通过“经验”来判断；HAMILTON能够准确测量出丝状菌包括团块中的生物量，避免由于经验不足造成产量下降。    

三，监测发酵一致性，方便做发酵放大研究：HAMILTON220 系列可以配上多个探头，同时监测多个发酵罐发酵情况。结合各种检测参数，了解菌体或细胞的生长情况以判断“收割”时间。 
四，监测在线发酵过程，方便做发酵过程优化研究与生产控制：对灌注发酵罐中细胞的浓度进行监控，指导细胞返罐量和地物流加速率可促进重组蛋白生产自动化，并提高产量及降低纯化难度；同时结合其他检测参数也可以更加容易判断染菌,菌丝体“自溶”等现象 

发酵过程中，细胞浓度是一个非常重要的生理参数，不但可以计算比生长速率，底物消耗速率、生物量产率和维持系数等参数，还可以及时判断是否有染菌等异常情况发生。目前测量细胞浓度的方法主要有化学法（DNA/RNA分析）和物理法（干重、光密度、呼吸商等）两大类。一般来说，与物理法相比，化学法能较准确的测量有代谢活性的生物量，缺点是花费时间长，而利用物理法测量，无法区分处于悬浮状态的颗粒和微生物，也无法分别活死细胞。

实现在线活细胞浓度监测一直是发酵领域的热门话题，仅些年来出现了不少的测量方法，依据的工作原理也是五花八门，其中代表性的有声学，激光散色、荧光、核磁、量热或电容。其中法国fogale公司的测量仪器，以电容法为工作原理，直接将传感器安装与发酵罐上，可承受121℃高温灭菌，理论技术也比较成熟，是目前理想的适合工业级别的在线活细胞传感器。

工作原理：

电容传感器采用活细胞的介电特性，实时连续测量活细胞的生物体积，可应用于实验室桌面型的反应器或者是工业规模的大型反应器

两对对电极位于传感器的顶部，一对用于在培养基中产生交变的电场，在电场范围内，带有完整细胞膜的细胞会在培养基中发生极化现象，发生极化的细胞可以认为是极小的电容，死细胞或者其他粒子没有完整的细胞膜，所以不能形成电容型号。另一对电极用于检测培养基中的介电信号，培养基中的介电信号和细胞的浓度是***关联的。

传感器采用双频测量模式：培养基的基线在10MHz左右得到，细胞的信号在临界频率区域获得，在曲线的拐点，（动物细胞和细菌在1MHz，酵母在2MHz）我们获得了的信号线性。

应用：

这项技术可广泛应用于各种细胞培养，生物发酵过程。已被文献证实可应用的细胞如下：

动物细胞：CHO, BHK, MDCK, PERC6, NSO, HEK, Hela, Hybridoma, Vero

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

酵    母：Pichia Pastoris, Saccharomyces Cervisiae, Polymorpha Hasenula

昆虫细胞：sf9, Hi-5

真    菌：Absidia

 电容探头（活细胞浓度） 

电容探头能提供活细胞浓度的测量值。FOGALE 能提供准确的，重现性非常好的活细胞浓度的测量信号，并且电容探头只测量活的细胞，测量结果不受气泡，微载体或者其他悬浮物质的影响。 

和竞争对手相比： 
 信号更加稳定 
 测量结果的重现性更好 
  光密度探头（总细胞浓度） 
光密度探头可以在线测量被测介质的浊度，从低细胞浓度到高细胞浓度范围内提供持续的，***的测量结果。FOGALE 探头能够在非常宽的动态范围内工作。 
和竞争对手相比： 
  动态线性范围更宽（直到 400 OD） 
 的光程 
  12mm 直径的标准探头 

优势： 
?  在线监控细胞和菌体生长过程
?  减少取样过程的污染风险 
?  减少离线测量的人为误差 
?  批批跟踪，提高产品品质 
?  过程分析技术的理想工具 
?  细胞生长条件优化 
?  适时补料，适时诱导 
?  优化收获时间 
?  细胞溶解监控 
    
规格 
活细胞浓度  电容：0-700 pF/cm 
测量范围  动物细胞：2.0x105-109 /mL 
          酵母、细菌&***：1g/L-200g/L 干重 
分辨率    0.01x106 
         Cell/mL 动物细胞  0.02g/L 干重     酵母 
电导率    0.5-100mS/cm 
模拟量输出  4-20mA 模块 
数字输出  以太网（OPC） USB 
    多种总线模块(Profibus, Fieldbus, Devicenet )  
电源    110-240V    AC 

cGMP 中的有效性 
evo 量程*符合 cGMP 环境的标准。我们提供制药公司需要的，符合法律法规要求的全部有效性
文件，提供材质证书和 IQ/OQ 程序。 
*的频率扫描 
所有的系统都拥有进的多频率扫描能力，更适合应用于细胞生理特征的识别和对过程更深入的
理解。