Warum moderne Biopharmazie auf bessere Messtechnik angewiesen ist – und wie Raman-Spektroskopie helfen kann

In der Biopharmazie wird viel über autonome Produktionsanlagen, digitale Zwillinge und durchgehende Prozesse gesprochen. Doch obwohl diese Visionen oft genannt werden, fehlt es an der entscheidenden Infrastruktur: an zuverlässigen Messmethoden, die Echtzeitdaten liefern. Viele Prozesse werden noch mit veralteten Methoden gesteuert – zum Beispiel, wenn Proben nur alle zwei Stunden genommen und im Labor analysiert werden. Doch ein digitaler Zwilling eines Bioreaktors ist nur dann nützlich, wenn er kontinuierlich mit Daten versorgt wird. Ähnlich verhält es sich bei autonomen Anlagen: Wenn Steuerungsentscheidungen auf manuellen Laboranalysen basieren, kann von echter Autonomie keine Rede sein. Der Grund für diese Lücke ist nicht mangelnde Ambition, sondern fehlende Investitionen in die Messtechnik. Während Modellierung, Dateninfrastruktur und Steuerungssoftware in den letzten Jahren stark weiterentwickelt wurden, hinkt die Sensorik und Messtechnik hinterher. Das Ergebnis: Viele Systeme sind für Daten ausgelegt, die sie gar nicht zuverlässig erhalten. Hier setzt die *Inline-Prozessanalytik* an, insbesondere die *Prozess-Raman-Spektroskopie*. Sie misst wichtige Prozessparameter wie Zelldichte, Nährstoffgehalt oder Stoffwechselprodukte kontinuierlich und zerstörungsfrei – und das in Echtzeit, also mit einer Frequenz, die den schnellen Veränderungen in einer Zellkultur entspricht. Das Problem ist nicht die Technologie selbst, sondern ihre Umsetzung. Damit Raman-Spektroskopie funktioniert, müssen spezielle chemometrische Modelle für jeden Prozess entwickelt werden, die auch mit Schwankungen in der Zellkultur, genetischen Veränderungen der Zellen oder Unterschieden zwischen verschiedenen Reaktoren umgehen können. Zudem muss die Technologie in Steuerungssysteme integriert werden, die ursprünglich nicht für solche Hochfrequenz-Daten ausgelegt waren. Und schließlich muss die Zuverlässigkeit der Methode so überzeugend nachgewiesen werden, dass Operatoren, Ingenieure und Behörden ihr vertrauen – und Entscheidungen nicht mehr auf Laboranalysen, sondern auf Spektraldaten basieren. Die *European Pharmaceutical Review* widmet diesem Thema ein Webinar mit dem Titel *„Effizienz und Ausbeute durch Automatisierung in der Bioprozessierung optimieren“*. Dort wird erklärt, wie Prozess-Raman-Technologie die Perfusionskultur näher an eine geschlossene Steuerung heranführt, welche praktischen Herausforderungen bei der Einführung bestehen und wie sich messbare Verbesserungen der Ausbeute erzielen lassen. Die spannende Frage bei Pharma 4.0 ist also nicht, *ob* diese Visionen realistisch sind, sondern *wie* die Infrastruktur dafür geschaffen wird – oder eben nicht.

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