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Pourquoi et comment monitorer vos étapes de cultures à petite échelle ?

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L’oxygène, le pH, le dioxyde de carbone ou encore la biomasse, sont des mesures essentielles pour surveiller l'état des cultures au cours des procédés biologiques.

La possibilité de suivre ces paramètres dès les premiers stades du développement et en particulier lors des expériences de criblage représente un avantage considérable pour un développement plus rapide.

Voyons pourquoi et comment réaliser ce suivi.

Pourquoi ?                              

2 raisons principales : optimisation et scale-up simplifiés

Dans le domaine des biotechnologies, le développement d’un procédé, cohérent du microlitre à l'échelle industrielle, nécessite la prise en compte de nombreux paramètres différents afin de parvenir à une compréhension complète du procédé à transférer.

 

Monitorer pour optimiser

Concentration cellulaire, activité métabolique, détermination du kLa ou encore valeurs de pH sont des indicateurs de procédé dont le suivi est nécessaire dès les étapes de criblage.

Malheureusement, lors de ces étapes, peu d'informations sont générées et l'échantillonnage ainsi que l'analyse de haute précision sont limités en raison des petits volumes. Elles sont alors très souvent conduites « à l’aveugle » sans suivi en ligne des paramètres critiques.

C’est pourtant par ce suivi, qu’il devient possible d’optimiser le procédé initial pour atteindre ses objectifs : meilleure croissance cellulaire, meilleur rendement du produit d’intérêt, meilleure expression, etc.

Leur suivi en temps réel et de manière non intrusive dès les plus petits volumes constitue alors une véritable avancée et un gain de temps indéniable pour les étapes suivantes.

suivi en ligne de l'oxygène et du pH à petite échelle

 

Monitorer pour monter en échelle                    

Monitorer les paramètres importants et critiques permet de caractériser son procédé et donc de simplifier son scale-up par la suite.

L’ensemble des données obtenues à petite échelle aide à définir les conditions les plus optimales à appliquer lors de l’augmentation des volumes de traitement.

En effet, les données générées, intégrées au sein d’un logiciel de data-management, permettent de créer et d’augmenter la précision des méthodes mathématiques, analytiques, de surveillance et de contrôle nécessaires pour les montées en échelle.

Voyons à présent comment effectuer ce suivi !

 

Comment ?    

Un monitoring non-invasif adapté à tous les petits volumes                                   

Les sondes conventionnelles, habituellement utilisées pour la surveillance des procédés biotechnologiques en bioréacteurs agités, sont très difficiles à appliquer dans des récipients de culture à plus petite échelle en raison de leur taille et de leur principe de mesure invasive.

Les fluorophores : la solution pour le suivi du pH, de la pO2 et pCO2                            

La technologie des capteurs optiques est idéale pour la surveillance des paramètres oxygène, pH et dioxyde de carbone dans les procédés à petite échelle.

Ne dépassant pas quelques millimètres, les fluorophores représentés sous la forme de spots, peuvent être intégrés au sein de nombreux systèmes de cultures.

  • Contenants en verre ou à usage unique
  • Microplaques 96, 24, 6 puits
  • Flasques de quelques millilitres à plusieurs litres
  • T-flasques, Spinner flasques
  • i-Tubes
  • Flacons
  • Etc.

monitoring du pH et de l'oxygène dans les petits volumes

Le suivi se fait de manière non intrusive, avec une lecture par l’extérieur au travers de la paroi transparente à l’aide d’une fibre optique.

Ainsi, en plus de permettre une surveillance et un monitoring simple des paramètres, cette approche réduit également les risques de contamination en permettant de supprimer les prélèvements.

Des systèmes multi-paramètres existent permettant de suivre en parallèle plusieurs cultures avec des acquisitions automatiques.

système Quel système de screening en parallèle  répond à mes besoins ?

 

Un suivi direct, non intrusif et en ligne de la biomasse                                                                  

De manière similaire, le suivi en ligne de la biomasse est également possible dès les plus petits volumes.

Spécialement conçue pour ces applications, la technologie est basée sur un principe optique. La densité cellulaire est surveillée de manière non intrusive à l’aide d’un faisceau monochromatique envoyé au sein de la culture.

screening biomasse cultures petits volumes

Quelques centimètres de milieu suffisent, pas de prélèvement, pas de risque de contamination, une simplicité d’utilisation et la connaissance en temps réel de l’évolution de la biomasse du procédé.

Suivez la biomasse de vos cultures  en parallèle et en ligne

Parce que les étapes de screening et les procédés à petite, voire très petite échelle, ont aussi le droit à leur monitoring !

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