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Erster wiederverwendbarer Echtzeit-, in-situ Glukosesensor
Hamilton stellt mit GlucoSense den ersten wiederverwendbaren In-situ-Glukosesensor vor, der kontinuierliche Echtzeitmessungen direkt im Bioreaktor ermöglicht. Die Neuentwicklung schließt eine zentrale analytische Lücke in der Bioprozessierung und soll die Glukosekontrolle ähnlich einfach und routiniert machen wie pH- oder Sauerstoffmessungen.
GlucoSense ist zunächst für benetzte Autoklav-Workflows erhältlich und unterstützt Glas- und Tischbioreaktoren in Forschung und früher Prozessentwicklung. Eine SIP- und dampfkompatible Version für Stahlbioreaktoren – ausgelegt für klinische und kommerzielle Produktion – soll bis Ende 2026 folgen.
„Bioprozess-Teams wünschen sich seit Jahren eine einfache und zuverlässige Methode zur In-situ-Messung von Glukose“, sagt Giovanni Campolongo, Senior Market Segment Manager bei Hamilton. „Mit GlucoSense bieten wir Echtzeit-Transparenz über einen der wichtigsten Parameter in der Säugetierzellkultur – ohne die Komplexität, Drift oder Kalibrierungsaufwände bisheriger Technologien.“
Kontinuierliche Daten statt analytischer Blindfleck
Glukose beeinflusst Zellstoffwechsel, Laktatbildung, Lebensfähigkeit und Produktqualität. Dennoch basieren viele Prozesse weiterhin auf wenigen Offline-Messungen pro Tag – kurzzeitige Glukoseschwankungen bleiben so unentdeckt. GlucoSense liefert kontinuierliche Echtzeitdaten mittels einer kompakten, PG13.5-kompatiblen optischen Sonde ohne Glasfasern. Die robuste Konstruktion ermöglicht wiederholte Autoklavierzyklen. Die Messung basiert auf mittelinfraroter ATR-Spektroskopie, wodurch chemometrische Modellierung entfällt. Eine semipermeable Einwegmembran schützt das ATR-Element und gewährleistet stabile, driftresistente Messungen über lange Kultivierungsphasen.
Jeder Sensor ist werkseitig charakterisiert und benötigt lediglich eine In-situ-Kalibrierung bei der Inokulation. Über die integrierte Arc-Technologie werden Kalibrierungs- und Diagnosedaten direkt im Sensorkopf gespeichert, was die digitale Einbindung und GMP-Dokumentation erleichtert.
Validiert in Zusammenarbeit mit der FHNW
Die Sensorleistung wurde gemeinsam mit der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) überprüft. In Fed-Batch-Prozessen lieferte GlucoSense über rund 170 Stunden stabile Messkurven, die eng mit Offline-Referenzen übereinstimmten. In dreiwöchigen Perfusionsläufen mit bis zu 50 Mio. Zellen/ml erzeugte der Sensor konsistente Echtzeitwerte und benötigte nur wöchentliche Produktkalibrierungen.
„Die Daten der FHNW bestätigen die Genauigkeit und Stabilität von GlucoSense – ohne Wartung, Verbrauchsmaterial oder Spektralmodelle“, so Campolongo.
Grundstein für intelligentere Bioverarbeitung
Mit GlucoSense schafft Hamilton die Voraussetzung für eine echte Echtzeit-Glukosekontrolle über alle Entwicklungsphasen hinweg. Die Lösung ist einfach zu implementieren, langfristig stabil und auf unterschiedliche Reaktorformate skalierbar. Damit unterstützt sie die Branche auf dem Weg zu stärker automatisierten, datengetriebenen und kontinuierlichen Prozessen. Eine SIP-fähige Version soll sicherstellen, dass dieselbe Messstrategie von der Forschung bis zur GMP-Produktion eingesetzt werden kann.