La misura dell'ossigeno disciolto è essenziale nella fermentazione e nella coltura cellulare per preservare le condizioni ottimali delle cellule.
Come illustrato nel libro bianco, livelli bassi di ossigeno disciolto in fermentatori e bioreattori possono incidere sul tasso di crescita, sull'assorbimento dei nutrienti, sulla morfologia cellulare e la sintesi di metaboliti, con una conseguente riduzione della resa e una qualità inferiore del prodotto finito. Livelli alti di ossigeno disciolto determinano la formazione di specie reattive di ossigeno che possono ossidare i componenti nel mezzo e provocare mutazioni cellulari. Inoltre, nei fermentatori grandi che richiedono compressori potenti per iniettare l'aria, un eccessivo sparging comporta un elevato spreco di energia. È quindi fondamentale mantenere l'ossigeno disciolto entro l'intervallo richiesto per ottimizzare i processi.
Un controllo accurato dell'ossigeno è possibile solo se le misurazioni effettuate dai sensori di ossigeno disciolto installati nei fermentatori e nei bioreattori sono affidabili. Eventuali bolle d'aria concentrate sul puntale di misurazione del sensore, o che vi entrano in contatto, creano disturbi al segnale del sensore stesso. I picchi e le flessioni di misura errati possono determinare regolazioni inadeguate per lo sparging o l'alimentazione di supplementi e problemi di composizione nelle strategie di controllo della fermentazione e della coltura cellulare.
Nonostante per decenni nell'industria farmaceutica si siano utilizzati con successo i sensori amperometrici, si registra attualmente una crescente preferenza per i sensori ottici che non richiedono polarizzazione, comportano minori interventi di manutenzione e presentano una deriva del segnale molto bassa. I sensori di ossigeno disciolto ottici e quelli amperometrici possono essere soggetti ai già menzionati disturbi di segnale causati dalle bolle d'aria.
Il libro bianco illustra come METTLER TOLEDO ha risolto questo problema nel suo sensore ottico grazie a un elemento a contatto che impedisce l'accumulo di bolle sul puntale del sensore.
All'interno del libro bianco è riportato un caso di studio su uno stabilimento brasiliano che, adottando la soluzione di METTLER TOLEDO, è riuscito a eliminare i disturbi nei segnali di ossigeno e a migliorare significativamente i propri processi di fermentazione.
Punti salienti del libro bianco:
- Il ruolo e l'incidenza dell'ossigeno nella fermentazione e nella coltura cellulare
- Come viene misurato e controllato l'ossigeno disciolto
- Risoluzione del problema dei disturbi sui segnali del sensore di ossigeno
