DE102014106916A1

DE102014106916A1 - Vorrichtung zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Prozessparametern

Info

Publication number: DE102014106916A1
Application number: DE102014106916.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Hanko; Angela Eubisch
Original assignee: Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2014-12-04
Also published as: CN104215752A; CN104215752B; US20140356880A1; US10078077B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Prozessparametern einer Prozessflüssigkeit eines Prozesses, insbesondere eines Bioprozesses, umfassend: – eine erste Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem ersten Prozessparameter einer ersten Probe der Prozessflüssigkeit abhängiges erstes Messsignal bereitzustellen; – eine zweite Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem zweiten Prozessparameter einer zweiten Probe der Prozessflüssigkeit abhängiges zweites Messsignal bereitzustellen; und – eine Steuerungs- und Auswertungseinrichtung, welche der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dient, und welche dazu ausgestaltet ist, das erste und das zweite Messsignal zu empfangen und zu verarbeiten, insbesondere anhand des ersten Messsignals einen Messwert des ersten Prozessparameters zu bestimmen und anhand des zweiten Messsignals einen Messwert des zweiten Prozessparameters zu bestimmen; wobei das erste Messsignal und das zweite Messsignal unterschiedlichen Funktionen im Rahmen der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dienen. Der erste Prozessparameter kann ein Regelparameter (critical process parameter, CPP), und der zweite Prozessparameter kann ein produktqualitätsrelevanter Parameter (critical quality attribute, CQA) des Prozesses sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Prozessparametern in einer Probe einer Prozessflüssigkeit eines Prozesses. Bei dem Prozess kann es sich um einen Bioprozess handeln. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Regelparameters, z.B. eines Metabolitgehalts, und eines produktqualitätsrelevanten Parameters, z.B. eines Zielproteingehalts, von Proben der Prozessflüssigkeit.
Ziel der (Bio-)prozessanalytik, vor allem im Rahmen des PAT-Leitfadens der FDA (US Food and Drug Administration), ist letztendlich die Verbesserung der Produktivität bei Erhalt konstanter Qualitätseigenschaften unter dem Druck der Verkürzung der Produkteinführungszeit. Die Abkürzung PAT steht für „Process Analytical Technology“. Der PAT-Leitfaden wurde von der FDA als Anreiz und Hilfsmittel zur Optimierung, Analyse und Kontrolle pharmazeutischer Herstellungsprozesse erstellt. Entsprechend dieses Leitfadens sind die die kritischen Qualitätseigenschaften beeinflussenden kritischen Prozessparameter eines biopharmazeutischen Herstellungsprozesses zu analysieren und zu kontrollieren. Die kritischen Prozessparameter (im PAT-Leitfaden als critical process parameters, kurz CPP, bezeichnet) sind Regelgrößen des Prozesses, die in entsprechende Regelalgorithmen zur Prozesssteuerung und Regelung eingehen. Im Folgenden werden diese Parameter auch als Regelparameter bezeichnet. Davon zu unterscheiden sind die die produktqualitätsrelevanten Parameter (im PAT-Leitfaden als critical quality attributes, kurz CQA, bezeichnet). Diese Parameter dienen als Maß für die Produktqualität, werden jedoch aktuell nicht als Regelparameter für den Produktionsprozess verwendet. Die Regelparameter beeinflussen die produktqualitätsrelevanten Parameter.
Ein Beispiel für die Wichtigkeit der Bioprozesskontrolle zeigt die Produktion von rekombinanten Proteinen. Die heterologe Genexpression wird erst nach dem Erreichen einer bestimmten Zelldichte induziert. Innerhalb des zweiphasigen Kultivierungsprozesses müssen daher sowohl das Zellwachstum als auch der Wechsel zur metabolischen Phase, in welcher die Produktbildung stattfindet, genau überwacht und gesteuert werden. Zwischen Zellwachstum und Produktproduktion, welche jeweils prozessabhängig nicht direkt miteinander korreliert werden können, muss durch die Optimierung der Kultivierungsbedingungen ein robustes, reproduzierbares Prozesserfahren/-regime bestimmt werden. Wie beispielsweise in Rodrigues, M. E., Costa, A. R., Henriques, M. Azeredo, J., Oliveira, R. (2010). Technological progresses in monoclonal antibody production systems. Biotechnol Prog, 26 (2), S.332–351. aufgeführt, ist ein Ansatzpunkt die Optimierung der Strategie der Nähstoffzufuhr. Dazu sind Nährstoffe, insbesondere Stoffwechseledukte (Metabolismusedukte) v.a. Glucose, Glutamin, und Stoffwechselprodukte (Metabolismusprodukte) wie z.B. Lactat, Ammonium, Glutamat, also allgemein die Metabolite, verlässlich zu bestimmen (Rodrigues et al. S. 343 links 4. Absatz). Unter dem Begriff Metabolit wird hier und im Folgenden nicht nur ein Produkt oder Zwischenprodukt des Stoffwechsels, sondern allgemeiner ein im Stoffwechsel beteiligter Stoff verstanden, insbesondere Stoffwechseledukte, -zwischenprodukte und -produkte. Zu niedrige aber auch zu hohe Metabolitkonzentrationen (erhöhte Bildung toxischer Produkte) kann zur Minderung des Zellwachstums und/oder der Produktivität führen. Die direkte Überwachung des gebildeten Produktes wäre extrem wertvoll und wichtig für die Zelllinienauswahl und Optimierung der Kultivierungsparameter (Rodrigues et al. S. 343 rechts 4. Absatz). Ein System, welches innerhalb ein und derselben prozessangeschlossenen Automatisierungsplattform mehrere kritische Prozessparameter, zum einem aus der Gruppe der Metabolite und zum anderen aus der Gruppe der spezifischen Produkte, genau bestimmen kann, ist demzufolge noch weitaus gewinnbringender.
Das dem PAT-Leitfaden zugrundeliegende Konzept zielt darauf, den Prozess durch Definition geeigneter Regelparameter, die online erfasst werden, zu steuern und/oder zu regeln und dadurch in effizienterer Weise eine gewünschte Produktqualität zu erzielen. Wesentlich für die Steuerung und Regelung von Bioprozessen im Sinne des PAT-Leitfadens ist daher das Vorhandensein bzw. die Entwicklung von geeigneter online-fähiger Sensortechnik; d.h. Sensoren und prozessangebundener Analysenmesstechnik.
Klassische Regelparameter, insbesondere auch für die Steuerung und/oder Regelung von Bioprozessen, repräsentieren zumeist chemische/physikalische Zustandsgrößen wie z.B. Temperatur, pH-Wert, CO₂, O₂-Gehalt, deren Bestimmung mittels inline-Sensorik etabliert oder zumindest möglich ist. Mit Biosensor-basierten Messsystemen können weitere Regelparameter bestimmt werden, die mit klassischer, etablierter Messtechnik nicht zugänglich wären. Auf Grund der Instabilität biologischer Komponenten haben sich derartige Systeme für den inline-Routineeinsatz nicht bewährt, sodass für Biosensor-basierte Messsysteme die Entnahme eine Probe und die Zuführung zur Messzelle nötig ist. Biosensor-basiert bestimmte Regelparameter sind beispielsweise Metabolite, also Nährstoffe oder Stoffwechselprodukte, deren Gehaltsverlauf während eines biologischen Prozesses direkt Einfluss auf die Prozessregelung hat, um die optimalen Bedingungen zur Produktherstellung – mit der geforderten Qualität – einzustellen.
Die Bestimmung der produktqualitätsrelevanten Parameter, die CQAs, liefert eine direkte Aussage, ob das Produkt die geforderten Eigenschaften innerhalb eines festgelegten, besonders bei der pharmazeutischen Produktion von den Zulassungsbehörden definierten, Toleranzbereiches aufweist. Momentan werden zur Bestimmung der CQAs täglich manuell dem Prozess entnommene Proben zeitversetzt im Labor untersucht und dabei eine Vielfalt von Produktqualitätsparametern mit entsprechenden Laboranalysegeräten bestimmt. Zumeist werden erst nach Prozessbeendigung alle Proben zusammen untersucht. Die Untersuchung der Proben benötigt geschultes Personal zur Bedienung und Ergebnisinterpretation. Eine Reaktion/Handlung bei Nichteinhaltung der gewünschten Produkteigenschaften ist bei einem solchen Vorgehen nicht möglich.

Aus dem Stand der Technik sind bereits einige Verfahren zur Bestimmung einzelner CQAs und CPPs sowie Analysegeräte kommerzieller Anbieter zur, Durchführung dieser Verfahren bekannt. Diese sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt. Damit solche Geräte automatisiert in der Prozessmesstechnik zur Überwachung bzw. für die Steuerung und/oder Regelung von Produktionsprozessen eingesetzt werden können, benötigen sie einen Prozessanschluss über den sie mit dem Prozess verbunden werden können, um Messungen durchzuführen bzw. um Proben aus dem Prozess zu entnehmen, an denen die Messungen durchgeführt werden können. In Tabelle I ist daher jeweils angegeben, ob die genannten Analysegeräte über einen Prozessanschluss verfügen. Tabelle I:

Verfahren	Gerät	Prozessan schluss	CQA: Produkt menge	CQA: Produkt qualität	CPP: Metabolit
HPLC	z.B. UltiMate 3000 HPLC Systeme (Thermo ScientificDionex, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, US)	nein	ja	ja	nein
ELISA	Zumeist manuell	nein	ja	ja	nein
Amperometrisch, Enzymsensoren	YSI Flownamics SEG-FlOW (YSI Inc./Xylem Inc., Yellow Springs, Ohio, US)	ja (für Labor reaktor)	nein	nein	ja
	Bioprofile-Analyzer (Nova Biomedical Corporation, Waltham, MA, US)	nein	nein	nein	ja
	Biosensor-Arrays (Jobst Technologies GmbH, Freiburg, DE)	nein	nein	nein	ja
	BioPAT Trace (Sartorius Stedim Biotech GmbH, Göttingen, DE)	ja (Labor)	nein	nein	ja
Photometrisch	Konelab (Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, US), CuBiAn und Cedex Bio (F. Hoffmann-La Roche AG, Basel, CH)	nein	ja (nur Immun gobuline)	nein	ja
Separate Laborgeräte vereinigt unter einer Steuerung	Baychromat Process/Lab (Bayer Technology Services GmbH, Leverkusen, DE)	ja (Labor und Prozess)	ja (nur für Immunglobu line als Produkt)	nein	ja

Aus EP 1698891 A1 ist eine Methode zur Reduzierung der Messabweichung von amperometrischen Biosensoren bekannt. Dieses Dokument bezieht sich auf die Modifizierung des Potential-Betriebs wenn ein elektrischer Mediator als Übermittlungsmediator der eigentlichen Redoxreaktion des Analyten eingesetzt wird. Der systematische Fehler des sog. Hintergrundstroms vor allem zu Beginn der Reaktion nach Lagerung vor der Anwendung soll durch das beanspruchte Vorgehen reduziert werden.
In DE 3406223 A1 und US 3655958 ist ein Analysegerät zur automatischen Durchführung des Standardadditionsverfahrens beschrieben, wobei die US-Patentschrift Bezug auf Spektralphotometer nimmt.
Aus US 2007/0224702 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung mehrerer Analyten in einer oder mehreren Proben beschrieben, wobei jeder Analyt mit einem eigenen Affinitäts-Assay nachgewiesen wird.
In DE 196 12 766 A1 ist ein Verfahren zur Analyse eines komplexen biologischen Systems beschrieben, bei dem Stoffwechselparameter anhand aus einem Fermenter entnommener Proben mittels Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung ermittelt wird. Die Steuerung des Prozesses erfolgt über in dem Fermenter angeordnete Sensoren.
Aus DE 10 2010 064 391 A1 ist ein Verfahren und ein Analysegerät zur automatisierten Bestimmung eines Analytgehalts einer Flüssigkeitsprobe bekannt, das grundsätzlich auch den Nachweis mehrerer verschiedener Analyte in nacheinander einer Messzelle zugeführten Proben einer Prozessflüssigkeit erlaubt.
In US 2005/0208473 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Bioprozesses beschrieben, bei dem verschiedene Regelparameter durch im Bioreaktor angeordnete Sensoren, unter anderem Enzymelektroden, erfasst werden.
Aus US 2007/0292958 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Prozessflüssigkeit eine Bioprozesses über eine Mikrodialysesonde (micro dialysis probe) aus einem Fermentationsprozess entnommen werden und einer Analysevorrichtung zur Bestimmung von Metabolitkonzentrationen zugeführt werden können.
In US 2008/0241966 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die zur automatisierten Bestimmung verschiedener Metaboliten in einer flüssigen Probe geeignet sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung bzw. ein Verfahren anzugeben, welches Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Analysegeräte und Verfahren vermeidet. Insbesondere sollen die Vorrichtung und das Verfahren es ermöglichen, Prozesse, insbesondere Bioprozesse gemäß des PAT-Leitfadens zu überwachen, steuern und/oder zu regeln und dabei möglichst energie- und ressourcensparend sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Prozessparametern eines Prozessmediums eines Prozesses, insbesondere eines Bioprozesses, umfasst:

– eine erste Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem ersten Prozessparameter einer ersten Probe des Prozessmediums abhängiges erstes Messsignal bereitzustellen;
– eine zweite Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem zweiten Prozessparameter einer zweiten Probe des Prozessmediums abhängiges zweites Messsignal bereitzustellen; und
– eine Steuerungs- und Auswertungseinrichtung, welche der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dient, und welche dazu ausgestaltet ist, das erste und das zweite Messsignal zu empfangen und zu verarbeiten, insbesondere anhand des ersten Messsignals einen Messwert des ersten Prozessparameters zu bestimmen und anhand des zweiten Messsignals einen Messwert des zweiten Prozessparameters zu bestimmen; wobei das erste Messsignal und das zweite Messsignal unterschiedlichen Funktionen im Rahmen der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dienen.

Eine Messzelle umfasst einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der jeweiligen Probe, z.B. einen Behälter oder eine Leitung, und mindestens einen Messaufnehmer, welcher zur Erfassung einer das Messsignal des Messaufnehmers beeinflussenden Messgröße der in dem Aufnahmeraum aufgenommenen Probe ausgestaltet ist. Der Messaufnehmer kann einen Messwandler umfassen, der dazu ausgestaltet ist, die Messgröße in ein elektrisches Signal zu wandeln, das, gegebenenfalls weiterverarbeitet, als Messsignal ausgegeben wird. Der Messaufnehmer kann beispielsweise mit der Probe in Kontakt stehen, indem er die Probe berührt. Alternativ kann er mit der Probe in Kontakt stehen, indem er von der Probe emittierte Strahlung erfasst oder in die Probe eingestrahlte Strahlung nach Wechselwirkung mit der Probe erfasst.
Das Prozessmedium kann beispielsweise eine Prozessflüssigkeit sein. Die erste und zweite Probe können aus einer dem Prozessbehälter entnommenen vorgegebenen Menge an Prozessflüssigkeit durch Aufteilen der entnommen Flüssigkeitsmenge gebildet werden. Es ist auch möglich, die erste und die zweite Probe dem Prozessbehälter nacheinander zu entnehmen.
Indem die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, prozessspezifische Messsignale, die unterschiedlichen Funktionen im Rahmen der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dienen, zu bestimmen und der Steuerungs- und Auswertungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, müssen nicht mehr unterschiedliche Messgeräte zur Bestimmung verschiedener Parameter unterschiedlicher Funktionen herangezogen werden, wobei die Messgeräte häufig auch für den jeweiligen spezifischen Prozess nicht relevante Parameter mitbestimmen. Die Messzellen können relativ einfach gestaltet sein und neben dem Aufnahmeraum und dem Messaufnehmer gegebenenfalls lediglich eine Vorortelektronik zu einer ersten Verarbeitung der Messsignale, insbesondere zur Verstärkung und/oder Digitalisierung, umfassen. Im Gegensatz zu einem Messaufbau, bei dem verschiedene, vollständige Messgeräte mit jeweils eigener Steuerungs- und Auswerteeinrichtung mit Eingabemitteln und Anzeigeeinrichtung miteinander kombiniert sind, die jeweils einen Parameter erfassen, ist so ein erheblich kompakterer Messaufbau möglich.
Die Verwendung einer, insbesondere einzigen, zentralen Steuerungs- und Auswertungseinrichtung, die beide Messsignale verarbeitet und beide Messzellen, insbesondere beide Messaufnehmer steuert, erlaubt eine zeitnahe Bestimmung der Parameter und eine komfortable Bedienung der Vorrichtung. Darüber hinaus ist die Vorrichtung in der Lage, die Bestimmung der Parameter und deren Verwendung für Regelungs- und Steuerungsaufgaben zu koordinieren. Dies erlaubt eine energie- und ressourceneffizientere Überwachung, Steuerung und Regelung von industriellen Prozessen und Laborprozessen. Verfügt die übergeordnete Steuerungs- und Auswertungseinrichtung über Eingabemittel und eine Anzeigeeinrichtung, z.B. ein Display, zur Anzeige von Messwerten, Geräteparametern und ggfs. Auswertungsinformationen, ist eine einfache und komfortable Bedienung der Vorrichtung möglich, während bei einem Messaufbau, bei dem lediglich mehrere einzeln zu bedienende, vollständige, insbesondere über eine jeweils eigene Steuerungs- und Auswerteeinrichtung mit Eingabe- und Ausgabemitteln verfügende, Messgeräte miteinander kombiniert sind, die Bedienung und auch die Wartung des Messaufbaus deutlich aufwändiger sind und dazu geschultes Personal benötigt wird.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der der erste Prozessparameter ein Regelparameter (critical process parameter, CPP) ist, und der zweite Prozessparameter ein produktqualitätsrelevanter Parameter (critical quality attribute, CQA) des Prozesses ist.
Während bei dem Vorgehen nach dem heutigen Stand der Technik, bei dem die CQAs zeitversetzt gegenüber der Probenahme, insbesondere zumeist sogar erst nach der Beendigung des Prozesses, ermittelt werden, ist es vorteilhaft, einen ausgewählten oder wenige ausgewählte Produktqualitätsparameter mit einem vollautomatisierten, prozessangebundenen Analysensystem mit einem sehr geringen Zeitversatz zur direkten Bioprozessüberwachung zu bestimmen. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass finale Kontrollen des bei der Herstellung erhaltenen Produktes im Labor zum Nachweis der Spezifikationen (Endkontrollen) entfallen. Bei zeitnaher Bestimmung der produktqualitätsrelevanten Parameter, wie hier vorgesehen, kann vorteilhaft parallel zur Prozessführung die Einhaltung der Produktspezifikationen geprüft, und bei Nichteinhalten der Prozess unter Umständen frühzeitig abgebrochen werden, sodass keine weiteren Ressourcen (v.a. Zeit und Kosten der Kulturmedien) ohne Produktertrag verbraucht werden.
In nachfolgender Tabelle II sind exemplarisch einige wichtige in der Praxis zu bestimmende Produktqualitäts- (CQA) und Regelparameter (CPP) und mögliche biosensor-basierte Messverfahren mit optischer und amperometrischer Detektion aufgeführt, die mit einem Durchflussmesssystem bestimmbar sind. Tabelle II:
Zur Bestimmung der Produktqualitäts- und Regelparameter mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können verschiedene Messverfahren und Detektionsprinzipien genutzt und miteinander kombiniert werden. Je nach geforderten Parametern können für den automatisierten Ablauf in der erfindungsgemäßen Vorrichtung etablierte Laborverfahren übertragen und/oder kommerziell erhältliche Reagenzien-Kits genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei für die einfache, robuste, prozesstaugliche Automatisierung ein Messablauf innerhalb eines Durchflusssystems. Innerhalb eines solchen können sowohl heterogene als auch homogene biologische Assays durchgeführt und die Messgröße geeignet, zumeist optisch, detektiert werden. Bevorzugt ist hierbei ein festphasengebundener Affinitäts-Immunosensor mit den in DE 201010064391 A1 , DE 102010064392 A1 , WO 2012055606 A1 und WO 2012055607 A1 beschriebenen Eigenschaften.
Beispielsweise können an immobilisierte Rezeptoren gebundene Analyt- oder sonstige Zielmoleküle des Assays mit einer Enzymmarkierung versehen sein, so dass bei einer Messung in einem Durchflusssystem ein Substrat, das mit dem Enzym zu einem Produkt mit veränderten optischen Eigenschaften (z.B. hinsichtlich Absorption oder Fluoreszenz) umgesetzt wird, zu den an die Rezeptoren gebundenen, enzymmarkierten Analyt- oder Zielmolekülen hin transportiert und das gebildete Produkt weg transportiert wird. Aktuelle Werte des zu bestimmenden Produktqualitäts- oder Regelparameters können durch Auswertung des Verlaufs des Primärsignals der optischen Messung, z.B. einer Absorptionsmessung, beim Durchleiten der Substratlösung herangezogen werden. Vorteilhaft wird die optische Messung räumlich getrennt, insbesondere stromabwärts bezogen auf den die immobilisierten Rezeptoren umfassenden Detektionsbereich, durchgeführt.
Als Regelparameter kommen insbesondere Metabolitgehalte oder der Anteil an viablen oder toten Zellen in Frage. Als produktqualitätsrelevante Parameter kommen Aktivitäten, Affinitätseigenschaften oder Proteinaggregation des spezifischen Produkts in Frage. In einfacher Auffassung kann auch der Gehalt des spezifischen Produktes als CQA angesehen werden. Bei einer Aktivitätsbestimmung als CQA wird der Anteil der Wirksubstanz (=biologisch wirksamen Substanz) ermittelt. Besonders vorteilhaft ist die Bestimmung des Anteils der wirksamen Substanz innerhalb des Gesamtgehaltes der Substanz. Dies ist z.B. bei dem Parameter Gerinnungsfaktor 8 anhand einer mittels eines homogenen Verfahrens (insbesondere in Lösung) bestimmten Aktivität zusammen mit einem mittels eines festphasengebundenen Affinitäts-Immunoassays bestimmten Gerinnungsfaktor 8-Gehalt möglich.
Der weiter oben erwähnte erste Prozessparameter kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Metabolit-Gehalt der Probe, insbesondere einem Anabolit- oder Katabolit-Gehalt, und einem Gehalt an viablen und/oder toten Zellen.
Der Metabolit-Gehalt kann ein Nährstoffgehalt oder ein Stoffwechselprodukt-Gehalt sein. Insbesondere kann der Metabolit-Gehalt ein Glukosegehalt, ein Laktatgehalt, ein Ammonium-Gehalt, ein Glutamingehalt, ein Lactose-Gehalt, ein Galactose-Gehalt, ein Saccharose-Gehalt, ein Maltose-Gehalt, ein Alanin-Gehalt, ein Asparaginsäure-Gehalt, ein I-Aminosäuren-Gehalt, ein Acetylcholin-Gehalt, ein Pyruvat-Gehalt, ein Acetat-Gehalt, ein Citrat-Gehalt sein.
Der zweite Prozessparameter kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: dem Gehalt des Produktes des Prozesses in der Flüssigkeitsprobe, einer Enzymaktivität, einem Gerinnungsfaktor 8-Gehalt und -Aktivität, einem Gehalt an spezifischen Immunglobulin (Ig)-Typen, insbesondere einem IgG-, IgA-, IgM-Gehalt, einem Gehalt an Host-Cell-Protein, dem Glycosylierungsmuster/-struktur des Produktes, der Affinität des Analyten zu einer Zielstruktur und Proteinaggregation.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste und/oder die zweite Messzelle dazu ausgestaltet, das entsprechende Messsignal Biosensor-basiert, d.h. durch Nutzung der spezifischen affinen Erkennung des Analyten durch biologische bzw. biomolekulare Erkennungsstrukturen zu erfassen. Vorteilhaft ist die erste oder die zweite Messzelle zur Ausführung eines festphasengebundenen, immunologischen Assays zur Erzeugung ihres Messsignals ausgestaltet. Die jeweils andere Messzelle kann in dieser Ausgestaltung ihr Messsignal ohne die Durchführung eines festphasengebundenen immunologischen Assays, insbesondere unter Verwendung eines optischen oder eines amperometrischen Sensors und/oder eines photometrischen Küvettentests, erzeugen. Wie bereits erwähnt, können beide Messszellen im Durchflussbetrieb betreibbar sein.
Vorteilhaft weist die erste Messzelle zur Bestimmung von CPPs mindestens einen Enzym-Sensor auf.
Die Vorrichtung kann einen Prozessanschluss aufweisen, über den sie an einen Bioreaktor anschließbar ist. Der Prozessanschluss kann insbesondere eine Vorrichtung zur automatischen Probenentnahme aus einem Prozessbehälter in dem die Prozessflüssigkeit enthalten ist und/oder eine Vorrichtung zur Probenbehandlung umfassen. Die Vorrichtung zur Probenentnahme kann sowohl an Labor-Bioreaktoren als auch an Prozess-Bioreaktoren anschließbar sein. Sie kann beispielsweise eine Probenschleuse zur Verbindung einer Flüssigkeits-Förderleitung mit dem Bioreaktor und eine Vorrichtung zum Transport von Prozessmedium durch die Flüssigkeits-Förderleitung aus dem Bioreaktor in Richtung der Messzellen aufweisen.
Die Vorrichtung kann vorteilhaft dazu ausgestaltet sein, zur Bestimmung des ersten oder zweiten Parameters ein Standardadditionsverfahren auszuführen. Hierzu kann ein entsprechender Steuerungsalgorithmus in der Steuerungs- und Auswertungseinrichtung hinterlegt sein. Die Vorrichtung umfasst in dieser Ausgestaltung zusätzlich mindestens einen als Flüssigkeitsreservoir dienenden Behälter mit Standardflüssigkeit, die der in der Aufnahme der Messzelle zuzuführenden oder bereits in der Aufnahme der Messzelle enthaltenen Flüssigkeitsprobe zuleitbar ist, um die Flüssigkeitsprobe mit einem bzw. mehreren vorgegebenen Volumina der Standardflüssigkeit zu versetzen. Die Zugabe von Standardflüssigkeit zur Flüssigkeitsprobe kann mittels einer oder mehrerer durch die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung gesteuerter Pumpen und/oder Ventile gesteuert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei Substanzen in Proben einer Prozessflüssigkeit mittels einer Vorrichtung entsprechend der voranstehend beschriebenen Ausgestaltungen, wobei die Bestimmung des ersten und des zweiten Parameters unabhängig voneinander erfolgen.
Als erster Parameter kann in diesem Verfahren ein Regelparameter CPP, insbesondere ein Metabolit-Gehalt, mittels eines, insbesondere Enzym-Sensors und als zweiter Parameter ein produktqualitätsrelevanter Parameter, z.B. ein Produkt-Gehalt oder eine Produktaktivität, mittels eines festphasengebundenen, Affinitäts-Assays bestimmt werden.
Der erste und der zweite Parameter können durch wiederholt durchführbare Schrittabfolgen, welche das Durchleiten von einer oder mehreren Flüssigkeiten durch die Messzellen umfassen, mehrmalig (ohne Einsatz manueller Schritte) während eines Bioprozessverlaufes bestimmt werden. Insbesondere kann das Messsignal der ersten und/oder zweiten Messzelle im Durchflussverfahren erzeugt werden.
So ist es insbesondere im Falle, dass die zweite Messzelle Enzymsensoren aufweist, die gegebenenfalls mit Assay-Reagenzien vorbehandelten Proben durch eine der Messzellen zu leiten und den Prozessparameter im Durchfluss der Proben durch die Messzelle zu bestimmen. Wird in einer der Messzellen ein festphasengebundener Affinitätsassay durchgeführt, bei dem an immobilisierte Rezeptoren gebundene Analyt- oder sonstige Zielmoleküle mit einer Enzymmarkierung versehen sind, kann bei einem Durchflussverfahren ein Substrat, das mit der Enzymmarkierung zu einem Produkt mit veränderten optischen Eigenschaften umgesetzt wird, zu den Analyt- oder Zielmolekülen hin transportiert werden und das gebildete Produkt wegtransportiert werden. Die Erfassung des Prozessparameter anhand der optischen Eigenschaft des aus dem Substrat gebildeten Produkt kann direkt im die immobilisierten Rezeptoren umfassenden Detektionsbereich oder stromabwärts bezogen auf den Detektionsbereich erfolgen.
Zur Bestimmung des ersten und/oder zweiten Parameters, insbesondere zur Bestimmung eines Metabolit-Gehalts, kann das Verfahren der Standardaddition angewendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Bestimmung von CQAs, insbesondere Produktqualität und/oder Produktquantität, eines biotechnologischen Prozesses sowie eine, ggfs. gleichzeitige, Bestimmung von CPPs, z.B. des Gehalts, insbesondere der Konzentration, eines oder mehrerer in dem Prozess auftretender Metabolite, wobei zusätzlich Störeffekte automatisch kompensiert werden können. Das Verfahren und die Vorrichtung können sowohl Labor als auch im Prozess angewendet werden.
Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben insbesondere die Bestimmung eines Gehalts, insbesondere einer Konzentration, eines Metaboliten und/oder eines Produktes eines Bioprozesses in einer aus dem Bioprozess entnommenen Prozessflüssigkeitsprobe. Die Bestimmung des Gehalts des Metaboliten bzw. die Bestimmung des Gehalts des Produktes in der Flüssigkeitsprobe wird im Folgenden auch kurz als Bestimmung des Metaboliten bzw. Bestimmung des Produkts bezeichnet.
Die hier beschriebene Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen: Die Erfindung erlaubt einen automatischen Messablauf innerhalb einer Plattform, insbesondere die Integration und Kombination der Metabolitanalytik in einem, beispielsweise als Schrankgerät ausgestalteten, Immunoanalyzer zur modular anpassbaren Zielprotein/Produktbestimmung. Eine geeignete Plattform ist beispielsweise in DE 201010064391 A1 , DE 102010064392 A1 , WO 2012055606 A1 und WO 2012055607 A1 beschrieben, auf deren Offenbarung vollumfänglich Bezug genommen wird.
Mit der Erfindung wird eine quasi-simultane und quasi-Echtzeit-Bestimmung der wichtigsten, die Qualitätseigenschaften beeinflussenden, kritischen Prozessparameter (CPPs) sowie gleichzeitig der produktqualitätsrelevanten Parameter (CQAs) möglich.
Die Vorteile bekannter Laborverfahren sind in einem automatisierten, für die Prozessanalyse geeigneten, Analysegerät vereint.
Eine direkte Prozesssteuerung und –optimierung mittels der Steuerungs- und Auswertungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist möglich. Alternativ kann die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung des Prozesses kommunizieren.
Durch die Automatisierung können Messungenauigkeiten bei der Metabolitbestimmung durch Einfluss von Störeffekten, vor allem durch Matrixeffekte der zu analysierenden Probe (pH, Viskosität, Ionenstärke, Huminstoffe, gefärbte und trübe Lösungen...), effektiv eliminiert werden: Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise dazu ausgestaltet, das Standardadditionsverfahren zur Ermittlung von den Gehalt eines Metaboliten oder eines Produktes wiederspiegelnden Parameters anzuwenden. Dies führt zu einer höheren Messgenauigkeit im Vergleich zu den eingangs in Tabelle I genannten Analysegeräten mit automatisierter Metabolitbestimmung. Bei Anwendung des Standardadditionsverfahrens erfolgt die Metabolitbestimmung jeder Probe mit ihrer eigenen Kalibrierfunktion (siehe weiter unten 2).
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Standardadditionsverfahrens.
In 1 ist eine Vorrichtung zur Analyse einer Probenflüssigkeit dargestellt. Der gesamte Ablauf eines Analyse-Messzyklus erfolgt automatisiert durch die zentrale Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3. Aus einem Prozessbehälter 1 wird Probenflüssigkeit eines Prozesses, der der Erzeugung eines Produktes dient, durch einen geeigneten Prozessanschluss 2 entnommen und über Flüssigkeitsleitungen zu den messbereiten Messzellen 10 bzw. 11 transportiert. Der Prozessanschluss 2 umfasst eine Vorrichtung zur automatischen Probenentnahme aus dem Prozessbehälter 1, die z.B. eine Probenschleuse und eine mit der Probenschleuse verbundene Flüssigkeitsleitung umfasst. Mittels einer (in der 1 nicht dargestellten) Förder- und Transporteinrichtung, die beispielsweise eine Pumpe, umfasst), kann über die Flüssigkeitsleitung eine vorgegebene Probenmenge den Messzellen 10 und 11 zugeführt werden. Die zentrale Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 ist dazu ausgestaltet, die Probenentnahme über den Prozessanschluss 2 zu steuern, beispielsweise indem sie die Probenschleuse und/oder die Förder- und Transporteinrichtung, steuert.
Die Messbereitschaft wurde zuvor durch geeignete, komplett automatisiert ablaufende Verfahrensschritte, welche auch das sukzessive Durchleiten der Assayreagenzien aus den Vorratsbehältern 7 bis 9 beinhalten, sichergestellt. Auch diese Verfahrensschritte werden im hier gezeigten Beispiel von der zentralen Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 gesteuert. Zum Transport der Assay-Reagenzien und gegebenenfalls sonstiger Flüssigkeiten, wie Reinigungs- und Standardlösungen in die Messzellen 10, 11 umfasst die Vorrichtung eine oder mehrere Flüssigkeits-Transporteinrichtungen, wie Pumpen oder pneumatische Druckgeber, die von der Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 steuerbar sind. Das durch die Messzellen bei der Messung der Probe jeweils erzeugte optische oder elektrische, in Korrelation zur Analytkonzentration der Probe stehende, Messsignal wird von der zentralen Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 erfasst.
Die erste Messzelle 10 dient der Metabolitbestimmung, mithin eines CPPs. Sie kann beispielsweise den automatisierten Ablauf eines enzymatischen Assays in Lösung mit photometrischer Detektion umfassen (z.B. Nutzung eines kommerziellen Glucose Assay-Kits, z.B. von Sigma Aldrich, basierend auf Glucoseoxidase-Enzymsystem oder Hexokinase-/Glucose-6-Phosphatdehydrogenase-Enzymsystem). In diesem Fall handelt es sich bei dem Metaboliten also um Glucose. Zur photometrischen Detektion kann die erste Messzelle 10 einen optischen Messaufnehmer umfassen, der das optische, fotometrische Signal in ein elektrisches Signal wandelt, welches als Messsignal der Messzelle 10 an die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 ausgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Messzelle 10 amperometrische Enzymsensoren (Beispiele siehe Tabelle I) umfassen, die dazu ausgestaltet sind, ein elektrisches Messsignal zu erzeugen und an die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 auszugeben.
Die zweite Messzelle 11 dient der Bestimmung eines Produktgehalts der Flüssigkeitsprobe, mithin eines CQA. Sie basiert bevorzugt auf einem festphasengebundenen Affinitäts-Immunosensor, z.B. mit den in DE 201010064391 A1 , DE 102010064392 A1 , WO 2012055606 A1 und WO 2012055607 A1 beschriebenen Eigenschaften. Insbesondere ist die zweite Messzelle 11 dazu ausgestaltet, durch Durchleiten eines oder mehrerer der Assay-Reagenzien aus einem der Vorratsbehälter 7 bis 9 eine Sensormatrix aufzubauen, die eine Vielzahl von Rezeptoren aufweist, an die ein in dem in der Messzelle 11 durchzuführenden Assay zu bestimmender Analyt bzw. ein zu bestimmendes sonstiges Zielmolekül, selektiv und spezifisch gebunden wird. Die Messzelle 11 ist vorteilhafterweise außerdem dazu ausgestaltet, nach Beendigung des Assays automatisiert chemisch und/oder elektrochemisch regeneriert zu werden, so dass die Sensormatrix automatisiert wiederholt regeneriert werden kann, um für neue Messungen an neu aus dem Behälter 1 entnommenen Proben zur Verfügung zu stehen.
Die Detektion der mit dem Assay zu bestimmenden Messgröße (z.B. des Analytgehalts der Probe) wird beispielsweise optisch detektiert. Hierzu kann die zweite Messzelle 11 einen optischen Messaufnehmer umfassen, der eine mit der Messgröße korrelierte Fluoreszenz oder eine mit der Messgröße korrelierte Absorption erfasst und in ein elektrisches Signal wandelt, welches als Messsignal der zweiten Messzelle 11 an die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 ausgegeben wird.
Die Messzellen können eine vor-Ort-Messelektronik umfassen, die zu einer ersten Verarbeitung, insbesondere zur Verstärkung und/oder Digitalisierung, der Messsignale dient. Eine weitergehende Verarbeitung der Messsignale, insbesondere eine Auswertung zur Bestimmung der Messgröße oder daraus abgeleiteter Größen wird bevorzugt von der Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 ausgeführt.
Vorteilhaft sind die erste Messzelle 10 und die zweite Messzelle 11 im Durchfluss betreibbar. Die Messzellen 10 und 11 können beispielsweise sowohl der Durchführung heterogener als auch homogener biologischer Assays, insbesondere mit optischer Detektion der Messgröße, dienen.
Die Bestimmungen mit den Messzellen 10 und 11 können quasi-simultan erfolgen. Zusätzliche Messungen zur Bestimmung der Metaboliten können zudem in kürzeren Messintervallen als die Produktbestimmung erfolgen. Zur Kompensation der Messungenauigkeiten bei der Metabolitbestimmung mittels der ersten Messzelle 10, die sich durch die Matrixeinflüsse der zu analysierenden Probe ergeben, wird im hier gezeigten Beispiel das Verfahren der Standardaddition angewendet. Dazu beinhalten die Bevorratungsbehälter 5 und 6 Standardlösungen mit je zwei bekannten Konzentrationen des Analyten. Im hier gezeigten Beispiel dient die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 der automatischen Dosierung und dem Transport von vorgegebenen Volumina der Standardlösungen zu der zu analysierenden Probe.
Diese werden der Probe zugesetzt und zusätzlich zur Probe ohne Standardaddition mittels der ersten Messzelle 10 automatisiert analysiert. Alle Messungen erfolgen mit ein und derselben Probenmatrix. Die Metabolitbestimmung jeder Probe erfolgt mit ihrer eigenen Kalibrierfunktion. Veränderungen der Steilheit und des Nullpunktes der Kalibriergeraden im Vergleich zur externen Kalibrierung mit Standardlösungen mit abweichenden Eigenschaften gegenüber der Probe wirken sich nicht auf die Bestimmung aus. Es kann eine Messung mit höherer Genauigkeit erfolgen. Alle Flüssigkeiten gelangen nach Durchleitung in das Abfallgefäß 12.
Anhand der 2 soll kurz das Standardadditionsverfahren erläutert werden. Neben dem Messsignal der unbekannten Probe ohne Standardaddition C_S muss die Analyse von mindestens einer weiteren Probe mit zugesetztem Standard erfolgen (mind. S₁, bis S_n). Die so erhaltenen Messsignale ergeben bei Auftragung über der zugesetzten Standardkonzentration die jeweilige Kalibriergerade. Nach Extrapolation der Funktion ergibt sich die Konzentration der unbekannten c_Probe aus dem Betrag der Nullstelle der Funktion. Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens ist, dass der Zusammenhang im Arbeitsbereich linear ist.
Die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine von dieser ausführbare Software, die der Durchführung der voranstehenden Verfahren der Standardaddition und der Analyse von Flüssigkeitsproben, insbesondere der Steuerung der Vorrichtung und der Ermittlung von Werten der überwachten Parameter anhand der von den Messzellen 10, 11 gelieferten Messsignale, dient. Weiter kann die Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 3 Anzeigemittel zur Anzeige von Messwerten und Parametern der Vorrichtung sowie Eingabemittel zur Eingabe von Befehlen oder Parametern durch einen Nutzer umfassen.
Sie kann dazu ausgestaltet sein, einen überwachten Bioprozess zu steuern. Alternativ kann sie auch dazu ausgestaltet sein, die ermittelten Werte der Prozessparameter an eine Steuerung des überwachten Prozesses auszugeben. In beiden Fällen werden die beiden mittels der Messzellen 10, 11 bestimmten Parameterwerte zu unterschiedlichen Funktionen herangezogen, nämlich zu Regelung (Metabolit) und zur zeitnahen Überwachung der Produktqualität.
Bezugszeichenliste

1: Prozessgefäß mit Probenflüssigkeit
2: Prozessanschluss/Probenahmesystem
3: zentrale Steuerungs- und Auswerteeinrichtung
4: Umhausung
5: Bevorratung Standardlösung 1
6: Bevorratung Standardlösung 2
7: Bevorratung 1. Assayreagenz
8: Bevorratung 2. Assayreagenz
9: Bevorratung n. Assayreagenz
10: erste Messzelle
11: zweite Messzelle
12: Abfallgefäß

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1698891 A1 [0008]
DE 3406223 A1 [0009]
US 3655958 [0009]
US 2007/0224702 A1 [0010]
DE 19612766 A1 [0011]
DE 102010064391 A1 [0012]
US 2005/0208473 A1 [0013]
US 2007/0292958 A1 [0014]
US 2008/0241966 A1 [0015]
DE 201010064391 A1 [0026, 0043, 0054]
DE 102010064392 A1 [0026, 0043, 0054]
WO 2012055606 A1 [0026, 0043, 0054]
WO 2012055607 A1 [0026, 0043, 0054]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Rodrigues, M. E., Costa, A. R., Henriques, M. Azeredo, J., Oliveira, R. (2010). Technological progresses in monoclonal antibody production systems. Biotechnol Prog, 26 (2), S.332–351 [0003]
Lactat, Ammonium, Glutamat, also allgemein die Metabolite, verlässlich zu bestimmen (Rodrigues et al. S. 343 links 4. Absatz) [0003]
Rodrigues et al. S. 343 rechts 4. Absatz [0003]

Claims

Vorrichtung zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Prozessparametern einer Prozessflüssigkeit eines Prozesses, insbesondere eines Bioprozesses, umfassend: – eine erste Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem ersten Prozessparameter einer ersten Probe der Prozessflüssigkeit abhängiges erstes Messsignal bereitzustellen; – eine zweite Messzelle, welche dazu ausgestaltet ist, ein von einem zweiten Prozessparameter einer zweiten Probe der Prozessflüssigkeit abhängiges zweites Messsignal bereitzustellen; und – eine Steuerungs- und Auswertungseinrichtung, welche der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dient, und welche dazu ausgestaltet ist, das erste und das zweite Messsignal zu empfangen und zu verarbeiten, insbesondere anhand des ersten Messsignals einen Messwert des ersten Prozessparameters zu bestimmen und anhand des zweiten Messsignals einen Messwert des zweiten Prozessparameters zu bestimmen; wobei das erste Messsignal und das zweite Messsignal unterschiedlichen Funktionen im Rahmen der Überwachung und/oder Steuerung des Prozesses dienen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Prozessparameter ein Regelparameter (critical process parameter, CPP) ist, und wobei der zweite Prozessparameter ein produktqualitätsrelevanter Parameter (critical quality attribute, CQA) des Prozesses ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, den ersten und/oder zweiten Prozessparameter im Durchfluss zu messen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Prozessparameter ein Metabolit-Gehalt der Probe, insbesondere ein Anabolit- oder Katabolit-Gehalt, oder ein Gehalt an viablen und/oder toten Zellen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Prozessparameter ein Gehalt des Produktes des Prozesses in der Flüssigkeitsprobe oder eine Produktaktivität ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, den ersten und/oder den zweiten Parameter, insbesondere einen Metabolit-Gehalt, mittels eines Standardadditions-Verfahrens zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste oder die zweite Messzelle zur Ausführung eines festphasengebundenen, immunologischen Assays zur Erzeugung ihres Messsignals ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Anspruch 7, wobei die jeweils andere Messzelle ihr Messsignal ohne die Durchführung eines festphasengebundenen immunologischen Assays, insbesondere unter Verwendung eines optischen oder eines amperometrischen Sensors und/oder eines photometrischen Küvettentests, erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die erste Messzelle mindestens einen Enzym-Sensor aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend einen Prozessanschluss, welcher insbesondere eine Vorrichtung zur automatischen Probenentnahme aus einem Prozessbehälter in dem die Prozessflüssigkeit enthalten ist und/oder eine Vorrichtung zur Probenbehandlung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung zur Probenentnahme sowohl an Labor-Bioreaktoren als auch an Prozess-Bioreaktoren anschließbar ist.
Verfahren zur automatisierten Bestimmung von mindestens zwei Prozessparametern einer Prozessflüssigkeit eines Prozesses, insbesondere eines Bioprozesses, mittels einer Vorrichtung entsprechend der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Bestimmung des ersten und des zweiten Prozessparameters unabhängig voneinander erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei als erster Parameter ein Regelparameter, insbesondere ein Metabolit-Gehalt, mittels eines Enzym-Sensors und als zweiter Parameter ein produktqualitätsrelevanter Parameter, insbesondere ein Produkt -Gehalt, mittels eines Affinitäts-Assay bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei der erste und der zweite Parameter durch wiederholt durchführbare Schrittabfolgen, welche das Durchleiten von einer oder mehreren Flüssigkeiten, insbesondere von Proben der Prozessflüssigkeit, durch die Messzellen umfassen, mehrmalig, insbesondere automatisiert, während eines Prozessverlaufs bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei zur Bestimmung des zweiten Parameters, insbesondere eines Metabolit-Gehalts, ein Standardadditions-Verfahren angewendet wird.