生物制药行业中无损分析和工艺过程监测检测方案(激光拉曼光谱)

应用文档thermo scientific ThermoFisherS CIENTIFIC 拉曼光谱仪 Ramina过程分析仪 概述 生产过程可能极其复杂，尤其是生物制药。对于主要依赖于生物体来生产目标产品的生物制药行业，全面了解生产过程是成功的关键。因为你越了解工艺过程，就越能够实现更好的精准控制。一直以来过程分析仪器及技术想要解决的主要问题就是将内部反应可视化。你能看到并理解的过程，就能实现控制和优化。 工艺环境中的细微变化都可能对产品的产量和质量产生巨大影响。结果是可能导致产品批次不合格而引起资源浪费，以及无法获得足够的数据来及时改善工艺。最终，患者安全和股东利益将受到威胁。 我们致力于提供可以帮助客户更好地实现过程控制的设备。拉曼光谱就是我们所用到的强大且具有优势的分析技术之一。它非常精确，用途广泛，可快速获得结果，包括多种功能，且对所分析样品或物质是无破坏性的。 一直以来，拉曼光谱需要训练有素的技术人员操作，并且需要复杂、庞大和昂贵的设备，这些使得它很多时候不适合在线或现场使用。 Thermo Scientific" Ramina"过程分析仪，是一款紧凑、易用、可靠且价格合理的系统，利用拉曼光谱技术测量工艺过程中的关键变量，以便对其实现控制。Ramina过程分析仪简化的用户界面，让非 专业用户也可以对拉曼技术快速上手。由于它尺寸小巧，特别适合用来解决基于化学进行制造生产的通用问题，例如，对便携性和易用性有需求的生产和工艺过程开发现场。 什么是拉曼光谱? 拉曼光谱技术始于20世纪50年代，它并非是一种全新的技术。一直以来，尺寸过大、可靠性、易用性和经济性不足的问题，限制了将拉曼设备集成应用于生产过程以改善效率和质量。在Ramina问世以前，把拉曼技术集成到生产过程并不顺利。不光是硬件存在一定的挑战，在使用上也相对困难，通常须由一名科学家来操作并维护。现在，更好的硬件，以及更为简单和友好的用户界面等特性和优势都可以在 Ramina 分析仪中得以实现，那立拉光光谱到底能给我们带来什么呢? 无损分析和工艺过程监测 拉曼光谱技术通过末端带有探头的光纤将激光照射到物质或样品上。来自激光的能量会与物质分子的共价键振动产生协同而发生弹性散射(出射光与入射光能量相同)或非弹性散射(一些激光能量被分子吸收，释放出比引起分子振动的激发能量更少的光)。其中一些非弹性散射光会返回到Ramina仪器，被检测器检测到而产生拉曼光谱。这种技术的强大之处在于，每种物质分子的拉曼光谱都是独特的，因此它有时被称为分子指纹。就像指纹可以用来识别人一样，我们使用拉曼光谱来判定给定的物质，因为指纹不仅可以定性地告诉我们是什么物质，还可以定量地告诉我们大概有多少，可以确定目标分析物的特性和浓度。 拉曼光谱非破坏性的特点决定了它可以提供巨大的价值。无损分析这一点非常重要，这样分析仪就可以作为过程监测技术直接集成到生产线中，进行连续测量和分析。这就是所谓的原位或在线分析。同时，拉曼技术具有检测速度快的特点，大部分物质可在数秒或更短的时间内实现检测。 此外，拉曼光谱为我们提供了被测物的丰富信息；拉曼光谱中的每 个谱峰，都告诉我们被测物的一些独特信息，让我们来确定被测 物。这对于检测包含有许多不同分子的生物反应器来说非常重要。另外一个优点，来自于目标物质的浓度和拉曼谱峰强度之间有直接的线性关系，这意味着可以建立定量模型。通过相对较少的样品量，就可以建立一个模型，在检测范围内准确测量浓度。我们还可以检测各种形态的物质，包括固体、液体、气体、粉末或浆料。 最后，与其他光谱不同，拉曼检测不受水基体的影响，因此，我们可以清楚地对水相进行检测，比如生物反应器中的物料。与其它技术相比，Ramina 更适合用于水相溶液中的原位和在线分析，不过其最大优势可能还在于无损分析。 拉曼光谱的应用遍及生物制药整个生产过程。原材料验证是第一步，Ramina帮以帮助确保生产过程有个好的开始。在实践中，我们观察到培养基的化学成分组成存在显著变化，这些变化足以影响产量和生产周期。所以，能实时检测物料的变化就很重要。例如，无论是分批还是连续过程，客户都想知道生物反应器中的情况，这样他们就能在必要时进行调整， Ramina在这两种情况下都适用。细胞是否含有适量的葡萄糖?是否有太多次生代谢物累积?细胞是否开始产生感兴趣的产物?生产了多少产品，它是否具有正确的特性? Ramina能够回答所有这些问题，同时因为其可以与第三方控制系统对接，我们可以几乎实时地调整优化条件。最后下游收集产品时，我们也需要确切地知道何时和有多少蛋白从纯化柱中流出。这些仅是Ramina如何帮助我们提高效率和质量的几个示例。 稳健而简单的操作 Ramina很容易使用，没有拉曼经验的技术人员也通常可以在开箱15分钟内开始启用测试。Ramina以以每天进行数百次测量，而无需任何专业人员维护和校准仪器。 Ramina很紧凑，面积25cm²，高度不到8cm，这种尺寸很适合放在检测点或者其附近。除冷却风扇外，没有其他运动部件。 Ramina的设计可靠且稳定。无故障 运行时间超过99%，且在工厂校准后可以保持多年的精准度。由于易于使用且相当可靠，所以实际上Ramina的配置及运营成本都具备极高的经济性。 提供多种易于更换的探头 Ramina过程分析仪几乎可适用于任何研发生产或过程系统。它有一个光纤头和半球型探头系统，且可方便地进行各种探头互换，适用于各种检测需求。更换探头时，仅仅需要拧下紧固件，取下探头换上另一个，再拧紧即可。我们的锥形接头便于连接，无需对齐，安装后也不需要重新校准系统。 Ramina的标准光纤探头系列可以检测各种形态的化合物，如固体、液体、气体、浆料、糊状物和凝胶。 它可以使用其高性 尚 能的半英寸球探头 和/或尺寸范围从 1/2”到1/8”的标准球探头直接接触或浸入式测量。对于更高的温度和有刺激性的化学品，可以使用合金密封的球探头，最高适用温度可至350摄氏度。带有密封件和螺母的球形探头可以作为生物反应器的专用版本，浸入专用的不锈钢生物反应器或是一次性生物反应器。这些探头既可以连接到生物反应器进行高压灭菌，也可以单独清洁和消毒。 可在 2500 psi 下运行的专利流通池技术，简化了与高压流通系统的集成。还可以根据客户要求提供定制探头。 在赛默飞，我们正在通过制造更好的仪器来充分发挥拉曼技术的潜力，我们致力于让拉曼光谱技术更易于使用，以帮助我们的客户更好地进行过程控制。我们还在为拉曼开发新的应用，以及通过加快流程、提高产量、改进质量的方式来提升投资回报率。 更多详情，请访问thermofisher.com/ramina 热线：800 810 5118 电话：4006505118 thermo scientific Ramina过程分析仪为离线手动或自动湿态化学测试提供了一种快速且易于操作的替代方案。相比于传统的拉曼过程监控系统，它的安装和使用变得更加简单。Ramina为用户开始收集数据提供了所需的全部设备，包括拉曼光谱仪和光纤探针，以及便携式监视器、鼠标、键盘和激光安全护目镜。工厂校准可确保Ramina系统随时能够投入使用，其固态结构提供了长期稳定性。这意味着用户可以进行连续、高精度的测量，而无需频繁校准。用户还可以并联使用多个系统来同时测试不同的反应容器，或者在一个反应容器中组合使用多个探针。