商業(yè)生物工藝市場正在快速成長。但不良的經(jīng)濟(jì)形勢、生物仿制藥的崛起以及高昂的研發(fā)成本，讓患者最終負(fù)擔(dān)累累。生物制造商正在轉(zhuǎn)向多產(chǎn)品設(shè)施或外包生產(chǎn)，開發(fā)具有競爭力的合同制造市場。由于這些驅(qū)動因素，未來的工藝必須具有：

• 更高的時空產(chǎn)率
• 更快的開發(fā)周期
• 更短的周轉(zhuǎn)時間
• 更低的制造運(yùn)行成本
• 降低材料浪費
• 改進(jìn)文檔質(zhì)量

總體而言，Sartorius Stedim PAT 可以改善生物工藝的監(jiān)測和控制。通過對關(guān)鍵工藝參數(shù)（CPPs）的準(zhǔn)確分析，及時獲取關(guān)鍵性能指標(biāo)，從而簡化模型，便于互操作。因此，更快的開發(fā)周期，對最終產(chǎn)品質(zhì)量和工藝性能的保證，縮短了上市時間。此外，還強(qiáng)化了實時理解和控制，最大限度地減少偏差、浪費以及時間/成本。

實時活細(xì)胞密度工藝跟蹤使您能夠?qū)⒓?xì)胞轉(zhuǎn)移至下一階段，進(jìn)而消除調(diào)整不足/過度和取樣。這樣可以減少批次間的可變性，實現(xiàn)緊湊的上游制造工生產(chǎn)線計劃。
在商業(yè)生物制造中，細(xì)胞級聯(lián)培養(yǎng)方法 - 達(dá)到所需的細(xì)胞密度，并接種更大尺寸的容器 - 會對整個上游處理時間產(chǎn)生巨大影響。如果存在未知因素影響細(xì)胞培養(yǎng)速率，則這一時間會發(fā)生波動，計劃和安排工藝也會出現(xiàn)問題。因此，在線跟蹤細(xì)胞密度可以在所需的細(xì)胞密度點精確轉(zhuǎn)移接種劑，并更早地顯示計劃變化，從而改進(jìn)工藝規(guī)劃。這會最大限度地減少與下游轉(zhuǎn)移和物料供應(yīng)有關(guān)的停機(jī)時間，促進(jìn)即使生產(chǎn)并增加上游產(chǎn)能。

典型的CHO細(xì)胞系工藝，葡萄糖維持在3g / L以上。這為后期進(jìn)料和方法提供了安全裕度。然而據(jù)了解，過量進(jìn)料CHO細(xì)胞會導(dǎo)致更高的乳酸濃度，并降低生產(chǎn)產(chǎn)能。此外，較高的終點乳酸濃度會導(dǎo)致下游工藝效率低下。因此，優(yōu)化葡萄糖進(jìn)料控制會對生產(chǎn)力產(chǎn)生積極的影響，最大限度地減少乳酸的過量生產(chǎn)，減少繁瑣和勞動密集的操作步驟。

該方法通過嚴(yán)格控制培養(yǎng)基中的葡萄糖濃度設(shè)定值來實現(xiàn)目的。其中，BioPAT^? Trace 利用由局部控制器或BioPAT^? MFCS 維護(hù)的2點或PID控制回路來實現(xiàn)這一工藝。憑借快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的葡萄糖濃度測量，該信號通過BioPAT^? DCU控制器輸送到BioPAT^? MFCS，從而啟動進(jìn)料泵復(fù)雜的PID控制策略，保持所需的葡萄糖濃度設(shè)定點。

培養(yǎng)基一致性對工藝性能有很大的影響。通常，向用戶提供的培養(yǎng)基或培養(yǎng)基成分無法產(chǎn)生所需的工藝性能。以前，無法完全確定培養(yǎng)基及其關(guān)鍵成分是否符合特定的驗收標(biāo)準(zhǔn)，只有在批次啟動后才能知道性能結(jié)果。因此，確定培養(yǎng)基是否與先前的高性能培養(yǎng)基批次一致才是重點，而非量化培養(yǎng)基的成分。

確定培養(yǎng)基一致性的解決方案是光譜分析法。不同規(guī)模下NIR光譜儀可用于此目的。首先是培養(yǎng)基粉末，向上視角的臺式系統(tǒng)會在幾秒鐘給出結(jié)果。對于大規(guī)模操作，可通過側(cè)端口 BioPAT^? Spectro 傳感器對培養(yǎng)基進(jìn)行測定?；驹硎牵涸贜IR區(qū)域（700nm至1700nm）中對廣譜“白光”吸收的多變量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)合MVDA軟件，操作員可以通過得分圖查看直觀數(shù)據(jù)。這樣可在幾秒鐘內(nèi)決定是否“合格”或“不合格”。

許多生物合成仍然是手工操作。從歷史上看，這是由于缺乏可靠的實時測量方法。我們需要能夠在工作臺和生產(chǎn)規(guī)模上為各種關(guān)鍵工藝參數(shù)提供準(zhǔn)確結(jié)果的方法。在PD或制造環(huán)境中，手動進(jìn)料需要大量資源，以實現(xiàn)離線測量、計算和泵調(diào)整。自動化效果顯著，不僅提高了通量，還避免了風(fēng)險，節(jié)省了成本。此外，操作員可以自由專注于其他任務(wù)。