La tendance future des capteurs intelligents dans l'industrie biopharmaceutique

La tendance future des capteurs intelligents dans l'industrie biopharmaceutique

Ces dernières années, la fabrication intelligente et les usines du futur sont devenues un sujet brûlant.vice-président de la bioingénierie et de la technologie de Tianjing, au début de cette année, dans la construction d'usines intelligentes et de futures installations pour les biofarmaceutiques.les tendances à court et moyen terme et finales des produits biopharmaceutiques, couvrant cinq aspects: processus de production, forme de réacteur adoptée, méthode d'analyse de processus, contrôle de la qualité et usine numérique.la méthode d'analyse du processus comprend la tendance de développement de la méthode de détection QC standard hors ligne à la détection proche ligne, à la dernière surveillance en ligne, en temps réel des capteurs.

Graphique 1: Futures installations pour les produits biopharmaceutiques

En outre, en 2004, la FDA a publié le guide de l'industrie Technologie d'analyse de processus (PAT) - une architecture pour l'innovation dans le développement, la fabrication et l'assurance de la qualité des médicaments.La FDA a identifié le terme "PAT" comme une approche analytique multidisciplinaire qui comprenait la chimie, la physique, la microbiologie, les mathématiques et l'analyse des risques.Le capteur intelligent mérite notre attention.Dans ce document, les capteurs de pH et de DO (oxygène dissous) couramment utilisés dans les biopharmaceutiques sont examinés à titre d'exemples.

Figure 2: Système de mesure du pH et du DO du bioréacteur

Comme le montre la figure ci-dessus, les capteurs en ligne de pH et de DO sont largement utilisés dans la surveillance en ligne du pH et du DO en culture cellulaire, et le système de mesure comprend généralement des capteurs et des émetteurs.Dans le processus d'utilisation d'électrodes, les développeurs de procédés ou le personnel de production se préoccupent généralement des deux questions essentielles suivantes: les électrodes peuvent-elles être mesurées avec précision et fiabilité?
Premièrement: L'électrode est-elle capable de mesurer avec précision et fiabilité?
Pour les capteurs: impédance du film sensible au pH, système de référence, performance du diaphragme; propriétés de l'électrode interne et du film d'oxygène dissous de l'oxygène électrochimique;Le revêtement de fluorescence d'oxygène optique dissous déterminera le point zéro et la pente de l'électrode correspondanteGénéralement, le point zéro et la pente peuvent être utilisés pour déterminer si le capteur peut être mesuré avec précision.fonctionnalités d'étalonnage et de réglage de la boucle de mesure, mais détermine également indirectement si le capteur peut mesurer avec précision le pH et le DO, et même le câble de transmission affectera indirectement la précision de la mesure.
Par conséquent, afin de déterminer si le capteur peut effectuer des mesures précises, il est nécessaire que le capteur et l'émetteur puissent fournir un diagnostic de performance.L'exigence minimale est que le capteur implémente l'ADC (Analogue à conversion numérique), à savoir la transformation du capteur d'un signal analogique traditionnel en sortie de signal numérique. Combiné avec les fonctions connexes de l'émetteur, une mesure précise peut être réalisée.

Figure 3: Le capteur convertit le signal mesuré en signal numérique et le produit avec une plus grande fidélité

Deuxièmement: combien de temps dureront les électrodes?
Avec le capteur de pH comme exemple, le même type de capteur est la membrane sensible, système de référence, le type de diaphragme est le même, la durée de vie de la théorie sont tous les mêmes,Mais les différents capteurs expérimentent le processus, donc la culture par lots ou de flux continu plus, est facile à l'échelle de l'environnement de mesure, expérimenté combien de temps le SIP, combien de fois la stérilisation à haute température, etc.,Ces facteurs ont finalement décidé que c'est la vraie vie.Et ces informations, si l'électrode n'implémente pas ADC, il est difficile de réaliser la collecte et le stockage des informations pertinentes.
Avec 60 ans d'expérience dans le domaine de l'analyse de processus,Mettler Toledo a proposé de manière innovante le concept de gestion des capteurs ISM® INTELLIGENT autour de ces deux questions fondamentales et des questions connexes dérivées de celui-ciEn 2005, Mettler Toledo a pris l'initiative de réaliser la numérisation et l'intelligentification des capteurs.recueillir des informations électrodiques sur eux-mêmes, tels que le type de diaphragme, la longueur du chemin de diffusion et les conditions de mesure du procédé, telles que la température, la valeur extrêmement acide ou alcaline, etc.,en combinaison avec un certain algorithme, tel que l'algorithme "RollingAlgorithm", avec le changement des conditions de mesure, plus précis, génère l'accès intelligent de l'utilisateur suivant aux informations pertinentes,et l'affichage intuitif avec le transmetteur:
1) Indicateur de durée de vie dynamique (DLI), indiquant la durée de vie restante du capteur, qui peut être remplacé au besoin au lieu de manière régulière
2) maintenir le temps de rappel (TTM) et recommander la prochaine fois où l'étalonnage doit être effectué, ni trop tôt ni trop tard;
3) Températeur d'étalonnage adaptatif (ACT), recommandant le moment de nettoyer et d'entretenir à nouveau le capteur afin de s'assurer que les performances du capteur sont toujours fiables;

Figure 4: L'émetteur M800 affiche les informations de diagnostic intelligent du MIS

En plus de ces deux questions fondamentales, les capteurs, en tant qu'un des équipements sous-jacents des usines biopharmaceutiques intelligentes, impliquent naturellement également des informations de conformité.Gestion intelligente des capteurs ISM d'un ensemble complet de logiciels entièrement fonctionnels peut réaliser l'étalonnage hors ligne après la prise de capteur ISM est mesurée, les capteurs du point de mesure au laboratoire de calibrage hors ligne pratique, par électrode complète après calibrage des informations sur la puce,électrode d'arrêt connectée à l'émetteur de nouveau, l'émetteur peut lire automatiquement l'étalonnage des informations pertinentes, afin de réaliser le plug, à savoir, en même temps, le côté logiciel peut produire la version PDF des enregistrements d'étalonnage,peut être utilisé comme une archive électronique peut également imprimer la version papier du fichier.
Si vous voulez avoir une idée plus intuitive de la façon dont la gestion intelligente des capteurs assure la fiabilité et la cohérence des mesures pendant le développement et la production de processus,et réduit la facilité de maintenance et d'étalonnage, scannez le code QR ci-dessous ou cliquez au bas de l'article pour lire l'original, et faites une demande pour essayer le logiciel Mettler Toledo iSense en un clic.

Figure 5: Le logiciel iSense permet l'étalonnage hors ligne des capteurs