世界首个培育肉类B2B市场:阅读公告

选择用于培养肉类生物反应器的传感器

Selecting Sensors for Cultivated Meat Bioreactors

David Bell |

在生产培养肉时,维持精确的生物反应器条件至关重要。传感器监测关键参数,如温度(37°C)、pH值(6.8–7.4)、溶解氧(30–60%)、CO₂(<10%)、葡萄糖、生物量和代谢物,以确保细胞健康和产品质量。传感器性能不佳可能导致批次浪费、质地不一致和产量降低。

您需要了解以下内容:

  • 温度和pH传感器:电阻温度检测器(RTD)和玻璃或ISFET pH传感器在维持严格公差方面可靠。
  • 溶解气体:光学传感器适用于一次性系统中的氧气和CO₂,而电化学传感器耐用但需要维护。
  • 营养物和生物量:酶生物传感器或光谱方法可跟踪葡萄糖、乳酸和氨。电容传感器实时测量活细胞密度。
  • 生物反应器兼容性:搅拌罐、波动系统和灌流设置需要根据规模、无菌性和监测需求量身定制的传感器解决方案。

关键要点:根据精度、灭菌兼容性和生物反应器类型选择传感器。像Cellbase这样的平台通过为培养肉行业提供精选选项来简化采购。

传感器能否降低与培养肉相关的成本?

培养肉生物反应器中需要监测的关键参数

在培养肉生产中,七个关键变量在生物过程中的作用至关重要:温度、氧气、二氧化碳、pH值、葡萄糖、生物量和代谢物 [4]。这些因素中的每一个都直接影响细胞健康、增长和最终产品的质量。自动化系统旨在响应任何偏差,实时调整条件以维持细胞培养的理想环境。让我们深入了解细节,从温度和pH值开始。

温度和pH值

温度和pH值是细胞培养的基石,因为它们直接影响酶活性、膜稳定性和细胞周期进程。对于大多数用于培养肉类的哺乳动物细胞——如牛、猪和禽类细胞系——温度通常维持在约37°C,公差范围为±0.1–0.3°C [4][5]。即使是超出此范围的微小波动也会严重影响细胞的存活率和生长速度。

pH值是另一个关键因素,通常控制在6.8到7.4之间 [4][5]。在制药级工艺中,pH容差更窄 - ±0.05–0.1单位 - 以确保在较长时间内细胞的最佳存活率和生产力[2][4][5]。在高密度培养中,保持如此精确的控制尤为重要。

pH不是一个孤立的参数;它与其他变量相互作用。例如,溶解的CO₂形成碳酸,从而降低pH,而乳酸积累也会使pH下降。相反,氨的积累会使pH上升[4][5]。为了管理这些波动,策略通常结合通过优化曝气去除CO₂、添加碱如碳酸氢钠,以及定制的饲养方案以最小化乳酸和氨的形成[4][5]。温度进一步使问题复杂化,因为它影响气体溶解度。例如,较高的温度会降低氧气溶解度,使得在37°C时溶解氧的控制更加具有挑战性。这强调了精确传感器放置的重要性[4].

溶解氧和二氧化碳

溶解氧(DO)对于细胞代谢和有氧呼吸至关重要。大多数动物细胞培养将DO维持在空气饱和度的30–60%,尽管确切的范围取决于细胞系,并在工艺开发过程中进行微调[4][5]。低于20%的水平可能导致缺氧并停止生长,而接近100%的水平可能导致氧化应激[4][5]

溶解CO₂(dCO₂)水平通常保持在气相中的5–10%以下,以防止细胞内酸化[4]。生物反应器的设计在管理溶解氧和溶解CO₂方面起着重要作用。例如,搅拌罐反应器比波动系统提供更好的氧气传递和气体混合,允许在更大规模上进行更严格的控制。另一方面,波动生物反应器在高填充体积时常常面临CO₂积聚的挑战[3][6]。灌流生物反应器在高细胞密度下运行,由于其高氧气消耗和CO₂产生,要求精细的控制。通常使用多气体入口、微泡曝气或膜曝气等技术[3][4][5]

DO通常使用以下三种传感器类型之一进行监测:电化学、光学或顺磁性[5]。电化学传感器成本效益高,但会消耗氧气并可能随时间漂移。光学传感器依赖于氧敏染料,不消耗氧气,非常适合一次性生物反应器,长期稳定性更好[2][5]

对于CO₂,监测选项包括Severinghaus型电化学传感器、光学dCO₂传感器或间接方法,如废气分析和pH相关性[4][5]。光学dCO₂传感器与一次性生物反应器兼容,允许在线操作,但往往更昂贵且操作范围较窄[4][5]

营养水平和生物量

葡萄糖、乳酸和氨等营养物质的特征提供了关于细胞生长和压力水平的宝贵见解。监测这些指标有助于确定细胞是否处于生长阶段、经历营养限制或处于压力状态,从而进行及时调整,如喂养或培养基更换[4][5]。这些分析物可以通过在线、旁线或离线方法进行跟踪,先进的系统采用红外光谱同时监测多个变量[4]

葡萄糖的常见策略是将水平维持在目标范围内,例如1–4 g L⁻¹,通过在水平下降时启动或调整进料速率[4][5]。乳酸水平通过减少葡萄糖浓度或在检测到积累时改变喂养模式来控制。对于氨水,特别是在较高pH值下有毒,当超过阈值时,实施部分培养基交换或增加灌流速率[4][5]

使用电容(介电常数)传感器、光密度探头、成像系统或自动细胞计数器等工具监测生物量和活细胞密度 [2][4]。例如,电容传感器通过测量培养物的介电特性来提供有关活细胞体积的实时数据。这些传感器特别有助于跟踪生长曲线并检测细胞何时进入稳定期[2][4]HamiltonIncyte传感器,例如,可以测量多个频率下的细胞电导率,提供的数据甚至可以与培养肉产品的质地和其他属性相关联[2]

关于活细胞密度的实时数据对于确定从增殖到分化的最佳过渡以及识别理想的收获窗口至关重要。这些决策通常被编程到监督控制软件中,从而减少操作员的工作量——尤其是在英国的多生物反应器试点设施中,那里经常进行平行实验[3][5]

培养肉生物反应器的传感器技术

对于培养肉生物反应器,传感器技术必须达到微妙的平衡。准确性、耐用性、维护和兼容性在低剪切和高细胞密度的环境中特别重要。通过了解各种传感器类型的优缺点,您可以创建一个监控系统,在长时间的培养过程中提供可靠的数据。这些传感器是跟踪关键参数和提供实时数据以进行过程控制的关键。

温度和pH传感器

对于温度监测,电阻温度检测器(RTDs),如Pt100和Pt1000型号,是首选。它们提供了令人印象深刻的准确性——通常在±0.1–0.2 °C范围内——并在长时间内保持稳定的读数。RTDs在不锈钢和一次性系统中都能可靠地运行,并能承受如SIP和CIP循环等严格的灭菌过程[5][4]。它们在35–39°C的狭窄范围内的一致性对于培养肉细胞至关重要,使其成为GMP生物加工的标准。

另一方面,热电偶更为坚固,可以处理更广的温度范围,但它们通常缺乏培养肉生产所需的精度和稳定性。由于RTD和热电偶之间的响应时间差异在这些应用中可以忽略不计,RTD的卓越精度和长期可靠性使其成为首选。

对于pH监测,玻璃电极仍然是行业基准。它们提供高精度 - 通常为±0.01–0.05 pH单位 - 并且校准可预测。然而,它们也有缺点:易碎,易受蛋白质污染,并且在反复灭菌或长时间高温暴露下会降解。此外,玻璃破损在处理过程中可能带来安全风险。

离子敏感场效应晶体管 (ISFET) pH 传感器,消除了玻璃元件,提供了更坚固的替代方案。这些传感器很好地集成到紧凑型、一次性或混合型一次性设计中[1]。虽然 ISFET 传感器更坚固且响应迅速,但它们需要更复杂的电子设备,并且可能显示出与玻璃电极不同的漂移和校准特性。对于长期使用,工程师通常会权衡玻璃电极的准确性和法规熟悉性与 ISFET 传感器的机械耐用性和一次性,特别是在一次性生物反应器越来越受欢迎的情况下[1][4]

选择温度和 pH 传感器时,确保所有接触材料与培养肉细胞和生长介质兼容。此外,考虑您的系统是否可以容纳预校准的一次性传感器,或者是否需要传统的校准工作流程[1][4]。接下来,让我们探讨用于监测溶解气体和营养物质的传感器,这对于维持最佳培养条件同样至关重要。

氧气、CO₂和营养传感器

除了温度和pH值之外,精确控制氧气、CO₂和营养水平对于维持理想的培养肉生产环境至关重要。

溶解氧 (DO) 传感器 主要有三种类型:电化学、光学和顺磁性[1]。电化学传感器耐用且成本效益高,但需要定期维护,例如更换膜和电解质,并且在操作过程中会消耗氧气。相反,光学DO传感器使用发光染料提供稳定的、非消耗性的测量,校准间隔更长[1]。这些光学传感器也可以作为非侵入性贴片使用,通过透明的容器壁读取。这一特性使其特别适合于维护访问受限的一次性系统和微生物反应器。尽管光学传感器的初始成本可能较高,但其较低的维护需求和更长的使用寿命使其非常适合于培养肉应用。

对于CO₂监测,常见的有两种主要方法。Severinghaus电极,这是一种带有CO₂渗透膜的改良pH传感器,通过监测碳酸氢盐缓冲液中的pH变化来测量液相CO₂。虽然有效,但这些传感器容易被污染,需要仔细校准,并且必须能够承受灭菌和高湿度。另一方面,红外 (IR) CO₂ 传感器 使用非分散红外吸收法测量反应器顶空或排气管中的气相 CO₂ [1]。IR 传感器避免了与液体的直接接触,从而降低了结垢风险,但它们提供的溶解 CO₂ 的间接测量可能会受到传质、压力和温度等因素的影响。在高细胞密度培养中,结合使用 Severinghaus 传感器进行液体监测和 IR 传感器进行排气分析通常能提供最佳结果。传感器的正确放置对于减少冷凝、起泡和压力波动等问题至关重要 [1][4]

对于营养物质和代谢物的监测,传统的离线生化分析仪需要定期取样以测量葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和氨等化合物[1][4]。为了实现实时或近实时控制,酶生物传感器可以在线或旁线集成。这些传感器使用固定化酶(e.g,葡萄糖氧化酶)生成与底物浓度成比例的电化学信号。虽然它们提供更快的反馈,但容易受到酶失活、污染和温度敏感性的影响。新兴的光谱方法,如近红外(NIR)、中红外和拉曼光谱,通过化学计量模型实现多分析物监测。这些方法允许通过光学探头或窗口进行连续、非侵入性监测[3][4]。在实际应用中,酶传感器非常适合在小型反应器中进行目标控制,而NIR和拉曼平台则支持在大型系统中进行高级控制。

生物质和电导率传感器

光密度(OD)传感器,通过测量光的衰减或散射,是微生物系统的简单选择。然而,在培养肉类过程中,由于微载体或支架引起的浊度以及高细胞密度下的非线性响应,其效果可能受到限制[1]

介电光谱(电容)传感器通过评估不同频率下培养物的介电常数来测量活细胞体积[1][2]。多频介电传感器可以提供有关细胞大小分布和分化状态的详细见解。它们甚至可能通过追踪细胞大小和内部结构与产品质量属性相关联,例如培养肉的质地。对于具有复杂几何形状的贴壁或支架系统,将局部介电或光学传感器集成到支架持有器中 - 或使用外部成像方法 - 仍然是一个正在发展的领域。 电导率传感器,测量离子强度,通常用于监测培养基成分和盐浓度的变化。在某些情况下,它们也作为饲料、灌流或出血性能的代理。四电极电导率传感器在检测培养基成分变化方面特别有效,但温度补偿至关重要,因为电导率随温度显著变化。定期清洁协议对于保持其长期性能至关重要。

根据生物反应器类型和规模选择传感器

选择合适的传感器取决于您的生物反应器的设计、规模和灭菌方法。一个小型2升台式搅拌罐的监测需求与50升灌流系统或微流控筛选平台的需求不同。定制您的传感器设置是实现各种生物反应器类型高效可靠监测的关键。

搅拌罐和波动生物反应器

搅拌罐生物反应器,无论是不锈钢还是一次性使用的,都是培养肉生产的核心。在实验室规模(1-10升),这些系统通常具有多个卫生接口,用于螺纹或法兰传感器。对于需要进行就地蒸汽灭菌(SIP)和就地清洗(CIP)循环的不锈钢型号,传感器必须能够承受至少121°C的温度,抵抗强烈的清洗化学品,并在不显著漂移的情况下连续运行。可重复使用的电化学和光学传感器,采用不锈钢或PEEK外壳,常被使用。

当您扩大到中试(10-200升)或生产水平(超过1000升)时,传感器的数量和复杂性会增加。较大的搅拌罐可能包括多个pH和溶解氧探头,放置在不同高度以监测梯度并确保准确读数。随着更多可用端口,可以为关键参数添加冗余传感器、废气分析仪以及用于电导率或介电常数的探头,以实时跟踪培养基成分和生物量。适当的传感器放置——在罐底上方一到两个叶轮直径处——对于避免死区和减少搅拌造成的机械损伤至关重要。这些系统中增加的叶轮速度和挡板可能会产生机械应力,因此传感器必须设计成能够承受振动和磨损。

一次性搅拌罐系统专注于预安装的一次性传感器。通过袋壁读取的光学pH和溶解氧贴片取代了传统的玻璃电极和电化学探头。这些贴片必须能够进行伽马灭菌,与袋子的聚合物材料兼容,并通过最小化可萃取物和浸出物来满足食品安全标准。由于一次性袋的端口有限,通常使用多参数传感器或外部监测来进行进料、收获和气体管线的监控。

波动(摇摆运动)生物反应器,通常在实验室到中等规模体积(0.5–50升)下操作,带来了自身的挑战。这些系统依赖于预配置的光学贴片来监测pH和溶解氧。由于端口可用性有限,中途添加额外探头是困难的。传感器贴片在摇摆运动期间必须保持浸没状态以确保一致的读数。为了补充袋内传感,外部仪器如流通式pH传感器、用于气体排放的CO₂分析仪和用于进料和收获流的流量计可以提供额外的数据。由于波动生物反应器对剪切力敏感,任何与培养物接触的传感器都应尽量减少死体积并保持温和的流动路径以保护细胞。

例如,一个2升的台式搅拌罐可能会使用可重复使用的在线pH和溶解氧探头、温度传感器以及用于离线葡萄糖、乳酸和细胞计数的采样口。还可以添加一个小电容探头来监测活细胞密度并指导培养基和进料策略。

灌流和微生物反应器

切换到连续灌流或微流体系统为传感器集成带来了新的挑战。

灌流生物反应器在进行连续介质交换和高细胞密度操作时,要求在主容器中稳定地在线监测pH值、溶解氧和温度。通常在灌流回路中安装额外的传感器。差压传感器和流量计用于监测过滤器性能并检测中空纤维或交替切向流(ATF/TFF)单元中的堵塞情况。由于灌流运行可能持续数周,传感器必须能够承受持续流动、气泡暴露以及频繁的灭菌或更换。一次性流动池和光学传感器因其减少停机时间和污染风险而受到欢迎。

营养物和代谢物传感器在灌流系统中特别有价值。在线或近线葡萄糖和乳酸传感器能够自动控制灌流速率以维持高细胞密度。这些传感器必须具备抗污设计或易于清洁。冗余探头用于关键参数,如溶解氧,即使一个传感器失效,也能确保连续监测。

微生物反应器和微流体系统在从几毫升到亚毫升的体积范围内运行,旨在进行培养基配方和工艺条件的高通量筛选,然后再进行放大。标准探头在这些规模上不切实际,因此使用微型化、集成的传感器(e.g., 光学、电化学或基于阻抗)来监测pH值、溶解氧和生物量。这些传感器通常嵌入在反应器底部或微流体通道中,可能使用荧光、吸光度或微电极阵列来最大限度地减少珍贵培养体积的使用。由于侵入性采样会迅速耗尽培养物,因此优先考虑非侵入性或低体积读数,通常通过多参数传感器芯片实现,允许在多个孔中进行并行监测。

在这个规模下,集成参考和定期离线验证有助于解决校准和漂移问题。重点是跟踪相对趋势和进行平行实验,而不是实现绝对校准。一旦确定了最佳设定点和喂养策略,它们可以扩大到更大的搅拌罐中进行进一步开发。

在规划传感器投资时,重要的是区分基本工具和可选附加设备。在早期研发中,温度、pH值和溶解氧传感器是关键,偶尔需要进行葡萄糖、乳酸和细胞密度的离线检测。高级在线生物量或代谢物传感器可能有用,但并非总是必要的。在中试规模下,在线监测pH值、溶解氧和温度,加上至少一种跟踪生物量或活细胞密度(如电容)的方法,对于理解放大行为变得至关重要。废气传感器和电导率测量可以提供关于传质和培养基使用的额外见解。在生产规模上,pH、溶解氧、温度、细胞密度、废气成分以及关键营养物和代谢物的强大在线监测对于确保一致的产量和满足监管要求至关重要。预算紧张的团队可以从核心监测工具开始,并随着工艺的改进和规模扩大的挑战,逐步添加更高级的选项,如光谱或细胞密度传感器。

Cellbase 这样的专业采购平台可以简化传感器选择过程。这些平台允许用户按类型(搅拌罐、波动、灌流、微生物反应器)、规模、无菌要求和传感参数筛选生物反应器、传感器和相关设备。这使得研发和生产团队更容易比较pH、溶解氧、生物量和代谢物传感器的选项,评估集成可能性(如端口、光学窗口或微流体芯片),并权衡成本、准确性和灭菌兼容性方面的权衡,以满足其特定需求。

为培养肉生产采购传感器

一旦确定了传感器的功能和性能标准,下一步就是找到合适的设备。对于培养肉公司来说,这个过程尤其具有挑战性。他们需要的传感器不仅要在哺乳动物细胞培养中表现良好,还要与食品级材料和灭菌方法兼容。许多传感器供应商传统上服务于生物制药或一般实验室领域,因此识别合适的选项需要一个专注和系统的方法。仔细评估规格并使用行业针对性的采购平台可以节省时间,降低风险,并确保您的监控系统随着生产过程的增长而发展。

评估传感器规格

首先,确定每个栽培阶段的关键控制参数。例如,传感器应提供±0.05–0.1单位的pH精度,±3–5%的溶解氧(DO)精度,±0.1–0.2°C的温度精度,以及30–60秒内的DO响应时间[4][5]。响应时间尤为重要。反应缓慢的DO传感器可能难以跟上细胞快速生长或搅拌变化期间氧气需求的快速变化,可能导致控制系统的过度或不足校正[5]

灭菌兼容性 是用于不锈钢生物反应器的在线传感器的必备条件。这些传感器需要能够承受121–135°C的就地蒸汽灭菌(SIP)循环、升高的压力以及在就地清洗(CIP)过程中暴露于强清洁剂的环境——所有这些都不能导致显著的漂移或膜损坏 [4][5]。在采购时,询问供应商其传感器可以承受的最大SIP循环次数以及每个循环的典型漂移率。对于一次性使用系统,请检查预灭菌选项,并确保材料经过认证以确保兼容性 [2][4]

材料兼容性 与您的培养基是另一个关键因素。传感器的湿润部件 - 如膜、光学窗口和外壳 - 应该能够抵抗蛋白质和脂肪的污染,避免浸出有害物质,并在长时间运行中保持校准稳定性[1][4]。常见材料包括不锈钢、PEEK、PTFE和某些光学聚合物,但始终确认与您的特定介质和清洁剂的兼容性。

校准策略可以显著影响人工成本和系统正常运行时间。需要频繁重新校准的传感器会增加操作员的工作量并增加错误的可能性。寻找能够延长校准间隔的设计,或考虑使用预校准并准备安装的一次性传感器[2][4]。一些先进的光学传感器甚至可以在特定参数下提供免校准操作,但为了满足监管要求,仍然需要定期与参考标准进行验证。

确保传感器连接器和安装选项适合您的生物反应器设计。探头长度、安装螺纹或法兰必须与现有的生物反应器端口或一次性袋装配件相匹配。对于微生物反应器,紧凑型传感器或光学贴片对于节省培养体积至关重要[1][3]。在较大的搅拌罐反应器中,具有不锈钢外壳和数字输出的坚固探头可以简化集成并减少长电缆运行中的信号噪声[4][5]

最后,考虑总拥有成本。除了购买价格外,还要考虑传感器在您的介质和灭菌条件下的预期寿命、校准频率、维护劳动力、停机风险,以及对于一次性组件的废物管理成本[1][4][5]。一旦您定义了这些规格,就可以转向简化供应商比较的平台。

使用专业采购平台

专业平台使得为培养肉生产采购传感器更加高效。一般实验室供应目录或联系多个供应商可能耗时,但行业专注的平台通过提供精选列表和相关过滤选项简化了这一过程。

Cellbase为例,这是第一个专注于培养肉的B2B市场。它连接了研发团队、生产经理和采购专家,与提供针对该行业的传感器和监控设备的经过验证的供应商。与通用平台不同, Cellbase 突出了培养肉类的关键细节,例如在无血清培养基中的性能、适合高密度贴壁或悬浮培养、与常见生物反应器的集成兼容性,以及 USP Class VI 或食品接触合规等监管文件。 通过透明的英镑定价和整合的供应商信息, Cellbase 减少了供应商外联和资格认证所花费的时间。采购团队可以比较多个供应商的价格、交货时间和订单要求,然后通过平台直接联系他们以请求应用说明、英国特定案例研究或测试用样品单元。对于预算紧张或不熟悉传感器技术的团队, Cellbase 还提供“细胞农业专家”的访问权限,他们可以提供指导和支持[7]

其他功能如“快速结账”和“全球运输” - 包括冷链选项 - 使得采购传感器以及温度敏感材料(如培养基或细胞系)更加容易[7]。通过在单一平台上整合传感器、生物反应器和其他必要设备的采购,公司可以减少行政开销,提高供应链可见性,并更加专注于扩大其流程。

对于供应商, Cellbase 提供了直接接触培养肉公司目标受众的机会,使传感器制造商和分销商能够在不受更广泛平台干扰的情况下与合适的买家建立联系。

话虽如此,尽管像 Cellbase 这样的平台简化了发现和比较的过程,但尽职调查仍然至关重要。团队仍应根据准确性、范围、响应时间、灭菌和材料兼容性、校准需求以及总拥有成本对传感器进行严格评估。在筛选后,要求提供详细的数据表,安排演示或试用,并在您的特定介质和生物反应器设置中测试传感器,然后再进行大规模采购。

在不同规模上标准化一小部分传感器型号——从微生物反应器到试验系统——可以进一步简化验证、备件管理和操作员培训 [1][5]。在哺乳动物细胞培养或生物制药环境中经过验证的传感器通常是一个安全的选择,因为它们已经针对培养肉生产中典型的细胞密度、培养基成分和灭菌要求进行了验证。像 Cellbase 这样的平台使识别和比较这些选项变得更容易,帮助您在节省时间的同时做出明智的决策。

结论

为培养肉生物反应器选择合适的传感器在确保精确的过程控制、一致的产品质量和具有成本效益的可扩展性方面起着至关重要的作用。温度、pH值、溶解氧、CO₂水平、营养物质和生物量等关键参数推动了培养肉生产的成功,而您选择的传感器决定了这些条件在最佳范围内的维持精度。[4][5]。精心规划的传感器设置能够实现自动反馈系统,动态调整气体流量、搅拌或培养基供给等因素,创造出适合细胞生长和成熟为高质量组织的完美环境[5]

同样重要的是将传感器功能与您的特定生物反应器设置对齐。例如,搅拌罐系统需要能够承受CIP/SIP循环的在线探头,而波动和微生物反应器则受益于紧凑、低剪切兼容的传感器或光学贴片[1][3]。灌流系统涉及高细胞密度和连续培养基交换,要求对代谢物和生物量进行广泛的在线监测,以避免毒性积累并维持稳态条件[3][5]。确保传感器适合您反应器类型的独特需求是无缝操作的关键。

耐用性和可靠性也至关重要。传感器必须保持稳定的校准,并在最小干预下承受反复的CIP/SIP循环[4][5]。一次性传感器安装更简单,降低了污染风险,但团队需要权衡消耗品的持续成本与减少的维护负担[1][4]。先进的传感器,如测量生物量和介电常数的传感器,甚至可以将实时细胞密度和形态数据与产品属性(如质地和持水能力)联系起来,从而在产量和质量上实现数据驱动的改进[2]

有了合适的传感器,实现一致的产品质量成为一个现实的目标。将集成监控与自动控制回路相结合,确保生产的一致性,并使规模化生产更具经济可行性[3][5]。随着培养肉生产从小型实验室设置扩展到工业化操作,稳固的传感器策略的重要性日益增加——大型生物反应器中的小错误可能导致重大损失,而强大的数据记录支持食品安全标准和法规合规性[1][3][5]

为简化此过程, Cellbase 提供专门为培养肉生产验证的传感器选项。他们精心策划的列表突出显示了关键细节,如在无血清培养基中的性能、与高密度培养的兼容性、与常见生物反应器的集成以及法规文件。透明的英镑定价和整合的供应商信息使得英国团队的供应商选择和资格认证更加容易。此外,规划符合当地食品安全法规的传感器策略,始终使用公制单位,并为总拥有成本(包括硬件、备件、校准标准和软件许可证)进行预算,有助于将理论计划转化为实际的、特定地点的解决方案。

谨慎的传感器选择是先进过程控制、可扩展性和成本管理在培养肉生产中的基础。通过识别关键质量属性,将其与可测量参数关联,并选择符合您的生物反应器设计和无菌需求的传感器,您可以创建一个可靠的监控系统,确保在任何规模下实现高质量、成本效益的生产。

常见问题

在培养肉生物反应器中使用光学传感器而非电化学传感器测量溶解气体有哪些好处?

与电化学传感器相比,光学传感器在监测培养肉生物反应器中的溶解气体时具有明显的优势。它们的使用寿命更长,校准频率更低,这意味着维护时间更少,操作中断更少。除此之外,它们提供更快的响应时间和更高的精度,这对于保持生物反应器在理想条件下运行至关重要。

另一个优势是光学传感器受环境因素的影响较小,如pH波动或其他化学物质的存在。这确保了更可靠和一致的读数,使其特别适合于培养肉生产所需的高度控制的环境。

电容传感器在培养肉生产中测量生物量和细胞密度中起什么作用?

电容传感器在培养肉生产中测量生物量和活细胞密度中起关键作用。这些传感器通过识别细胞培养的介电特性变化来运行,这些变化与细胞浓度和活力直接相关。

通过提供非侵入性、实时数据,电容传感器能够精确管理生物反应器的条件。这确保了在整个生产过程中持续和最佳的生长。它们可靠的性能使其成为有效扩大培养肉生产规模的关键组件。

在选择用于搅拌罐、波动或灌流系统等生物反应器的传感器时,我应该考虑什么?

在选择生物反应器的传感器时,必须使其与系统的特定需求保持一致。影响因素如氧气传递pH值温度营养水平都在确保传感器与您的生物反应器设计有效配合中起作用。对于搅拌罐系统,重点关注能够有效监测搅拌和氧合的传感器。另一方面,波动系统受益于设计用于测量剪切应力和氧气水平的传感器,而灌流系统则需要能够处理连续流动并提供实时监测的传感器。

传感器提供精确读数、快速响应并能承受灭菌过程也至关重要。与生物反应器控制系统的无缝集成是另一个关键方面,因为这确保了在整个操作过程中平稳可靠的监测。

相关博客文章

Author David Bell

About the Author

David Bell is the founder of Cultigen Group (parent of Cellbase) and contributing author on all the latest news. With over 25 years in business, founding & exiting several technology startups, he started Cultigen Group in anticipation of the coming regulatory approvals needed for this industry to blossom.

David has been a vegan since 2012 and so finds the space fascinating and fitting to be involved in... "It's exciting to envisage a future in which anyone can eat meat, whilst maintaining the morals around animal cruelty which first shifted my focus all those years ago"