Bei der kontinuierlichen online Analyse von Substraten in Kultivierungsmedien ist es notwendig, dass eine Probe unter sterilen Bedingungen aus dem Bioreaktor entnommen wird. Dabei müssen Reproduzierbarkeit und Relevanz der genommenen Probe gewahrt bleiben.
Das TRACE C2 Control und das MultiTRACE ermöglichen zwei Online-Probenahme-Methoden
- Filtration mit Filtrationssonde,
- Dialyse mit Dialysesonde.
Beide Probenahmeverfahren erlauben eine sterilsichere Entnahme aus dem Bioreaktor.
Die einfachste Methode stellt die direkte Vermessung einer filtrierten Medium-Probe dar. Der Anwendungsbereich ist jedoch wegen des Verbrauchs an Reaktormedium auf Prozesse beschränkt, bei denen genügend Reaktorvolumen zur Verfügung steht oder kontinuierlich gefüttert wird.
Für Prozesse, bei denen aufgrund des Reaktorvolumens nicht genügend Probematerial zur Verfügung steht, bietet sich eine Probenahme mittels Dialyse an. Diese Methode entfernt nur niedermolekulare Stoffe aus dem Reaktormedium ohne dabei das Flüssigkeitsvolumen zu verringern.
TRACE nutzt für seine Biosensoren eine Kombination aus immobilisierten Enzymen und elektrochemischen Transducern. Diese Kombination ist äußerst robust und vielseitig einsetzbar. Der Biosensor wird in eine Durchflusszelle eingebaut, siehe Abbildung. Dadurch entsteht eine kompakte Sensorik Einheit, die in vorkonfektionierte Schlauchsets für die jeweilige Anwendung integriert wird.
Die Analyse im TRACE C2 Control und MultiTRACE erfolgt in Kombination von enzymatischer Umsetzung und elektrochemischer Detektion. Als Biosensor dient eine mit Oxidasen beschichtete 2-Kanal-Enzymelektrode.
Die enzymatische Messung von Glukose erfolgt nach folgender Reaktionsgleichung:
Analog dazu erfolgt die Bestimmung von Laktat:
Die Standzeit des Sensorsystems beträgt abhängig von der Anwendung garantierte 30 Tage bzw. 5000 Messungen. Die Abweichung vom mittleren Messwert beträgt bei einer Messung von 2 g/L Glukose bzw. 1 g/L Laktat weniger als 1,5%.
Mit Hilfe von vorkonfektionierten Schlauchsets und dazugehörigen Transport- und Kalibrierlösungen kann eine vollautomatische Probenahme und Messung mit Hilfe des TRACE C2 Control oder MultiTRACE durchgeführt werden.
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