Leitfähigkeitsmessung Vier-Pol-Technik zur Leitfähigkeitsmessung in der Blutplasmafraktionierung

Die Leitfähigkeit stellt neben dem pH-Wert eine wichtige Größe bei den verschiedenen Fällungs- und Reinigungsverfahren in der Aufreinigung von Blutplasma dar. Die Vier-Pol-Technik kann mit nur einer Messzelle einen sehr großen Leitfähigkeitsmessbereich abdecken und gewährleistet mit ihrem hygienischen Design sowie mit dem EHEDG-zertifizierten System für die Prozessanbindung Prozesssicherheit und Produktqualität.

Anbieter zum Thema

Mettler-Toledo GmbH

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

JUMO GmbH & Co. KG

Aus menschlichem Blutplasma hergestellten Pharmazeutika (so genannten Faktorenkonzentraten) kommt eine große Bedeutung bei der Behandlung von Erkrankungen des Immunsystems und des Gerinnungssystems zu. Um Blutplasma zu einem Arzneimittel aufzubereiten, müssen die enthaltenen einzelnen Proteine isoliert und aufgereinigt werden. Dabei macht man sich ihre unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften zu nutze. Durch stufenweise Fraktionierung wird das Blutplasma in seine Einzelbestandteile zerlegt. Bei der weiteren Aufbereitung des so gewonnenen kryoarmen Plasmas kommt Ethanol zum Einsatz, dabei wird der Alkoholgehalt schrittweise erhöht. Für den pH-Wert und die Ionenstärke gibt es in jeder Stufe einen optimalen Wert, der beachtet werden muss.

Unter diesen Bedingungen fällt in jeder Fraktion eine Eiweißfraktion in Form von kleinen Partikeln aus, während andere Proteine in Lösung verbleiben (1). Einige Proteine treten im Plasma in sehr geringer Konzentration auf. Sie können durch hochspezifische Gele, welche nach dem Prinzip der Affinitätschromatographie funktionieren, aus dem Plasma adsorpiert werden. Hierbei lagern sich die zu trennenden Proteine reversibel an spezifischen Liganden an, welche an einer festen Matrix immobilisiert sind. Diese Liganden sind auf eine spezielle biologische Eigenschaft oder chemische Struktur eines bestimmten Proteins eingestellt und ermöglichen dessen optimale Bindung. Alle übrigen Inhaltsstoffe der mobilen Phase werden ausgewaschen, d.h. sie verlassen die Chromatographiesäule während des Beladungsvorgangs. Die nachfolgende selektive Desorption des Proteins, d.h. seine Eluierung mit mobiler Phase, geschieht durch Veränderung des pH-Werts oder der Ionenkonzentration der mobilen Phase. Im technischen Betrieb erfolgt die Eluation entweder mit verschiedenen Puffern (mit unterschiedlichen pH-Werten bzw. Salzkonzentrationen) oder durch so genannte Gradienteneluation mithilfe eines Gradientenmischers (2).

Hohe Prozessanforderungen

Ein großer europäischer Hersteller von Blutplasmaprodukten setzt bei der Weiterverarbeitung von kryoarmem Plasma in dem oben beschriebenen chromatographischen Aufreinigungsverfahren die Leitfähigkeitsmessung ein: In einem mobilen Skid, das den Adsorptions-/Desorptionsprozess der Proteine an der Trennsäule steuert, befinden sich Leitfähigkeitssensoren. Gemessen werden muss die Ionenstärke während einer Gradienteneluation. Ein weiterer Bestandteil der qualitätsorientierten Produktion ist ein integriertes CIP-System, welches das Skid nach Ende des Prozesses reinigt. Auch diese Reinigungs- und Spülprozesse sollen mit einer Leitfähigkeitsmessung überwacht werden.

Breiter Messbereich

In dieser Anwendung kommt die Messzelle Jumo tecLine LF-4P zum Einsatz. Die Vier-Pol-Technik deckt dabei mit einem einzigen Messinstrument sowohl den Leitwertbereich der Reinigungslösung des CIP-Prozesses (Säuren und Laugen bis 200 mS/cm) als auch den des Eluenten (bis 150 mS/cm) und den des im Rinse-Prozess verwendeten Reinigungsmediums (Klarspülen mit Reinwasser unter 5 µS/cm) ab. Dies kann weder mit einer induktiven noch mit einer einzelnen konduktiven Zwei-Elektroden-Messzelle realisiert werden.

Die Messzellen besitzen zwei Elektrodenpaare: Am äußeren Elektrodenpaar legt der Messumformer einen Wechselstrom an. An den inneren Elektroden fällt, abhängig von der Leitfähigkeit des Messstoffes, eine Spannung ab. Der angeschlossene Messumformer erfasst die Spannung und berechnet – in Verbindung mit der vorgegebenen Stromstärke – daraus den Wert der elektrolytischen Leitfähigkeit. Funktionsbedingt sind Speisung und Messung getrennt. Das bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den Zwei-Elektroden-Messzellen: Polarisationseffekte treten in den Hintergrund und Zuleitungswiderstände werden automatisch weitgehend kompensiert. Auch durch Verschmutzungen oder Beläge bedingte Fehlmessungen verringern sich.

Die Medikamentenherstellung aus Blutplasma durch Plasmafraktionierung erfordert schonende Prozessbedingungen. Sie erfolgt weitestgehend unter sterilen Bedingungen und verlangt höchste Qualität von Material und Verarbeitung. Die Messzelle besteht aus einem robusten PEEK-Kunststoffkörper, in den frontseitig die Edelstahlelektroden eingelassen sind. Als Edelstahlmaterial wird die Qualität 1.4435 (316L) verwendet. Als Prozessdichtung ist standardmäßig ein O-Ring aus EPDM vorgesehen. Alle Materialien sind physiologisch unbedenklich und entsprechen den Vorgaben der FDA (Food and Drug Administration).

Lesen Sie weiter auf Seite 2

(ID:28427630)