Incubator bewaking

Incubators worden gebruikt in verschillende industrieën, zoals de farmaceutische en biotechnologische industrie. In dit geval kijken we naar de microbiologie.

Microbiologie richt zich op micro-organismen zoals bacteriën, eencelligen en virussen. Inoculatie is de studie van het introduceren van micro-organismen in omgevingen waar ze groeien en zich voortplanten. Dit staat bekend als celcultuur of microbiologische cultuur. Veel vaccins zijn afkomstig van celculturen.

Een incubator is het apparaat waarin media geënt met micro-organismen worden gekweekt onder optimale, gecontroleerde omstandigheden:

De basisvereisten voor een optimale celgroei zijn de volgende:

• Temperatuur
• Relatieve vochtigheid
• Koolstofdioxide (CO₂)

Een belangrijk element om de ideale groeiomgeving te creëren is de juiste pH-waarde, die kan variëren afhankelijk van de culturen. Het kweekmedium fenolrood wordt vaak gebruikt om ervoor te zorgen dat de pH-waarden juist zijn (geel voor lage pH-waarden, paars voor hoge pH-waarden en rood voor pH-waarden bij 7).

Er worden verschillende soorten media gebruikt voor inoculatie. Agarplaten zijn het meest gebruikte medium voor het kweken van bacteriën en andere micro-organismen. Een agarplaat is een petrischaaltje dat agar plus voedingsstoffen bevat. Basal Medium Eagle (BME) is een veelgebruikt synthetisch basismedium voor de groei van veel verschillende zoogdiercellen.

Om voor BME een pH-waarde van 7,4 te creëren, zijn de volgende omgevingscondities vereist:

• Temperatuur: 37°C.
• Relatieve vochtigheid: 90…95%rh
• Koolstofdioxide (CO₂): 5% CO₂

Het probleem met deze opstelling is, afhankelijk van de incubator, dat er gemakkelijk condensatie kan optreden. Met een temperatuur van 37°C en een relatieve vochtigheid van 95% is de dauwpunttemperatuur (temperatuur waarbij condensatie optreedt) ongeveer 36°C. Traditioneel zal de ruimte waar de incubator staat 23°C zijn. Dit betekent dat er, afhankelijk van de isolatie van de couveuse, condensatie kan optreden, isolatie-onafhankelijk, het openen van de deur zal ook condensatie veroorzaken.

Terwijl 37°C geen uitdaging is voor temperatuurmeting, wordt het wel ingewikkelder voor relatieve vochtigheid en CO2.

Relatieve vochtigheid wordt meestal gemeten met capacitieve sensoren. Door hun constructie hebben capacitieve sensoren de neiging om te gaan driften bij een hoge luchtvochtigheid, waardoor ze vaker gekalibreerd moeten worden. Condensatie kan ook leiden tot sensorstoringen, dus de plaatsing van de sensor in de incubator is van groot belang. Zelfs bij een hoge relatieve vochtigheid met condensatie levert de bewezen Rotronic HygroMer capacitieve sensor, ingebouwd in de RMS-HCD-S of RMS-HCD-IC102 sonde, verbazingwekkende prestaties.

Lees meer over het meten van relatieve vochtigheid hier. De RMS-HCD sondes meten zowel temperatuur als relatieve vochtigheid (of dauwpunt) en dankzij de digitale communicatie, hot swapping deze digitale sondes zorgen voor bijna geen downtime en volledige data integriteit binnen de Rotronic Monitoring System software, waar een sonde vervanging automatisch wordt herkend. De RMS-HCD sondes kunnen meten van -100…200°C en van 0…100%rh.

Measuring carbon dioxide can also be tricky at high relative humidity level with condensation, depending on the measurement technology used. Infraroodabsorptie (IR) is de meest gebruikte meettechnologie voor het meten van CO2. Lees meer over hoe Rotronic CO2 meet here. Het probleem met infraroodabsorptie is dat als er condensatie optreedt, de lichtbron gebroken kan worden door het water en de lichtdetector niet kan bereiken. Om dit probleem te vermijden, wordt de RMS-CCA-S-20X verwarmd om condensvorming te voorkomen. Als er toch condensatie optreedt, is het zeer waarschijnlijk dat er een positieve gasuitlezing is en geen sensorstoring. Sensoren herstellen zich van condensatie zodra ze voldoende zijn opgewarmd om het water af te drijven. Rotronic gebruikt een infraroodabsorptie om een nauwkeurige en precieze meting van CO2 te garanderen. De RMS-CCA-S-20X sensor kan 0…20%CO2 meten.

Om een omgeving na te bootsen die vergelijkbaar is met die in het lichaam van een zoogdier, waar de zuurstofconcentraties tussen 1 en 12% liggen, veel lager dan in de atmosfeer die 21% bedraagt. Het zuurstofgehalte kan in een incubator worden geregeld door stikstofgas (N2) toe te voegen, waardoor de hoeveelheid zuurstof afneemt. Rotronic biedt ook een oplossing voor het monitoren van O2 met de GCA-S-O2-XX21-SET. De GCA-S-O2-XX21 sensor kan 0…21% O2 meten.

RMS voordelen in een oogopslag

Diverse bedrijven leveren broedstoven zoals Adolf Huhner AG, Binder GmbH, Fischer Scientific, Memmert… Normaal gesproken hebben de broedstoven een optionele analoge uitgang zodat de uitlezingen van de broedstoven verwerkt kunnen worden. RMS biedt analoog-digitaalconverters om de uitgangen in RMS te integreren. Via de Application Programming Interface (API) van RMS en de AtmoWEB-software van Memmert kan RMS ook de volgende punten rechtstreeks vanuit uw Memmert-kamer controleren:

• TempSet: Temperature setpoint
• Temp1Read: Temperature reading probe 1.
• Temp2Read: Temperature reading probe 2.
• Temp3Read: Temperature reading probe 3.
• Temp4Read: Temperature reading probe 4.
• HumSet: Relative humidity setpoint.
• HumRead: Relative humidity reading
• CO2Set: CO2 setpoint
• CO2Read: CO2 reading
• O2Set: O2 setpoint
• O2Read: O2 reading
• DoorOpen: Door status open/closed

De Rotronic Monitoringsysteem oplossing

Het Rotronic Monitoring System (RMS) is een GAMP©5 categorie 4 software gecombineerd met categorie 1 hardware, die gebruikers helpt bij het monitoren van hun GxP compliant toepassingen, het kijken naar de kritische kwaliteitsattributen en het monitoren van kritische procesparameters, het helpen focussen op patiëntveiligheid, productkwaliteit en data integriteit en voldoet aan EudraLex Annex 11 en FDA 21 CFR Part 11.