文/ Claudia Homburg

安全可靠的、適合在一次性應(yīng)用場合中使用的80 GHz雷達(dá)物位傳感器——在生物制藥生產(chǎn)過程中，一次性系統(tǒng)的使用相當(dāng)廣泛。一次性系統(tǒng)的最大優(yōu)點是使用起來非常靈活，這恰恰是檢驗測量技術(shù)所面臨的一大挑戰(zhàn)，而一次性設(shè)備中使用的傳感器也與一次性設(shè)備一樣，有著很高的使用靈活性和高效率的要求。

憑借很高的動態(tài)性能，Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器能夠可靠地完成各種介質(zhì)的物位充填量檢測，不再需要費時費力和成本高昂的CIP原位清潔和SIP原位消毒設(shè)備

在生物制藥領(lǐng)域中，一次性技術(shù)是同時滿足敏捷生產(chǎn)制造和各種監(jiān)管要求的一種技術(shù)。一方面，一次性技術(shù)能夠快捷、無縫地更換不同產(chǎn)品的生產(chǎn)；另一方面，一次性技術(shù)還可以實現(xiàn)衛(wèi)生和成本優(yōu)化的生物制藥生產(chǎn)過程。

在藥物活性成分和生物藥品的一次性生產(chǎn)過程中，一次性系統(tǒng)組成了整條生產(chǎn)鏈。在藥企對制藥設(shè)備的生產(chǎn)效率、可清潔性和系統(tǒng)靈活性的要求日益提高的情況下，一次性生產(chǎn)方式備受青睞。

一次性設(shè)備在生物制藥過程以及無菌制藥過程中有著眾多的優(yōu)勢，與不銹鋼材料制造的藥品生產(chǎn)設(shè)備相比，一次性設(shè)備用于衛(wèi)生清潔的費用以及清潔檢驗所需的工作量均明顯下降。由于一次性技術(shù)省去了CIP原位清潔和SIP原位消毒，因此進(jìn)一步節(jié)省了生產(chǎn)空間。另外，一次性生產(chǎn)過程也減少了制藥生產(chǎn)的安裝調(diào)試工作量，加速了規(guī)?；a(chǎn)的速度，進(jìn)而縮短了新藥的上市時間。總之，利用一次性技術(shù)可以實現(xiàn)靈活的藥品生產(chǎn)，提高制藥企業(yè)應(yīng)對市場變化的速度。

高活性藥物成分生產(chǎn)的首選

隨著一次性技術(shù)廣泛應(yīng)用，監(jiān)管當(dāng)局和民眾對其的認(rèn)可度也在不斷提高。這一技術(shù)似乎專為高活性藥物成分的生產(chǎn)量身定制，因為隔離容器和壓力容器之間的密封和對接，在高活性藥物成分的生產(chǎn)過程中有著舉足輕重的作用和意義——生產(chǎn)過程中的設(shè)備和防護(hù)裝置之間的接口尤為重要。

有用的配件

顯示和控制單元

易于集成和調(diào)試的Vegadis 81

如果測量點位于操作者不易接近的地方，可以將Vegadis 81型雷達(dá)傳感器的顯示屏連接到雷達(dá)傳感器的電子控制裝置上。這種易于操作使用的外置式顯示和控制單元與雷達(dá)傳感器之間的最大距離為50 m，還可以通過利用藍(lán)牙、智能手機(jī)、平板電腦或者PC計算機(jī)以及磁性筆操作控制Vegadis 81型雷達(dá)傳感器。典型應(yīng)用領(lǐng)域為：

● 物位、液位和壓力檢測值的目視檢查；

● 顯示故障診斷信息和傳感器的設(shè)置參數(shù)；

● 無線雷達(dá)傳感器的操作控制單元。

一次性技術(shù)的應(yīng)用能夠輕易化解高活性藥物成分生產(chǎn)中的難題，如果每一次生產(chǎn)都使用全新的、無菌的一次性設(shè)備，則可最大程度地避免交叉污染風(fēng)險。

一次性生產(chǎn)過程中傳感器的任務(wù)

生物制藥企業(yè)的生產(chǎn)過程不同于“簡單型”的藥品生產(chǎn)，只有使用正確的設(shè)備和裝備才能解決生物制藥過程中所遇到的各種問題。用于生物制藥過程以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的可重復(fù)再現(xiàn)性的物位和壓力監(jiān)測傳感器就屬于這種“正確的裝備”。

一次性反應(yīng)器通常在交付時都已經(jīng)過消毒，并且在消毒之后不能打開，一經(jīng)使用必須立即進(jìn)行無害化處理。一次性系統(tǒng)在廣泛使用的過程中也變得越來越復(fù)雜，它所使用的傳感器技術(shù)也越來越受關(guān)注，這導(dǎo)致使用內(nèi)置的檢測儀器、探頭和傳感器進(jìn)行浸入式測量越來越難以滿足連續(xù)性物位測量以及高效生產(chǎn)的要求。

一次性制藥生產(chǎn)過程中的傳感器檢測技術(shù)也是對生物制藥過程衛(wèi)生清潔和無菌保障的可追溯性監(jiān)測。與其他所有的藥品生產(chǎn)過程相比，一次性生產(chǎn)過程中使用的傳感器檢測技術(shù)與傳統(tǒng)制藥生產(chǎn)過程中使用的傳感器檢測技術(shù)只有些許的不同，那就是對檢測傳感器技術(shù)提出了更高的靈敏度要求、最快的響應(yīng)速度要求和更小的檢測誤差要求。除此之外，還對一次性系統(tǒng)中使用的傳感器提出了盡可能少的校準(zhǔn)標(biāo)定要求，以及更加堅固耐用的機(jī)械性能要求。

根據(jù)歐盟GMP藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求，在一次性制藥生產(chǎn)過程中，需要避免各種產(chǎn)品的相互接觸。這一要求降低了因接觸材料產(chǎn)生磨損顆粒而導(dǎo)致的污染或交叉污染風(fēng)險，同時也保證了生物制藥過程的安全可靠性。

可以使用何種檢測技術(shù)？

一次性制藥生產(chǎn)過程與常規(guī)制藥生產(chǎn)過程相同，都需要通過稱重來測定物位和液位。但稱重傳感器的缺點顯而易見，測量結(jié)果很容易出錯。例如，由于柔性培育袋的不規(guī)則膨脹有可能導(dǎo)致檢測系統(tǒng)的接觸面產(chǎn)生位移；不同運動容器上的稱重傳感器也需要頻繁的標(biāo)定、校準(zhǔn)。

當(dāng)進(jìn)行小批量生產(chǎn)時，常常會使用像塑料袋之類的一次性塑料容器，為了確保高效的制藥生產(chǎn)過程，連續(xù)性的物位充填量檢測必不可少

電容式稱量技術(shù)作為機(jī)械稱重技術(shù)的替代解決方案有自己的缺點。在小批量藥品生產(chǎn)（即高活性藥物有效成分）的稱重過程中，電容式稱量技術(shù)常常沒有足夠的準(zhǔn)確性，甚至根本沒有反應(yīng)。另外，從電容式稱重裝置中拆下一次性袋子時還有損壞或者扯碎一次性袋子的風(fēng)險。同稱重傳感器一樣，電容式稱重方式典型的不規(guī)則灌裝充填和一次性袋子的折疊，會為稱重的準(zhǔn)確性帶來麻煩。由于接觸式電容稱重測量中，傳感器尖端的電極和GND電極被當(dāng)做電容式稱量中的電容器極板，因此在工作時類似于開放式的電容器，探頭電極必須從袋子的外部插入到袋子內(nèi)部才能檢測被測介質(zhì)。

特殊的一次性傳感器系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)性良好的一次性傳感器變型產(chǎn)品，它與其他傳感器相比，可靠性和準(zhǔn)確性會略微差一些。這種傳感器的缺點是不夠堅固耐用，使用壽命短。

體積小，精度高

利用80 GHz雷達(dá)傳感技術(shù)的連續(xù)性物位檢測能夠?qū)崿F(xiàn)可靠、高效的物位檢測。沒有任何接觸，Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器在塑料容器之外能完成塑料容器內(nèi)部物位充填量的檢測。即便塑料包裝袋的表面有皺褶，這種傳感器也能正常工作。在整個檢測過程中，傳感器不會與任何介質(zhì)接觸，能夠有效避免交叉污染帶來的風(fēng)險。簡單的安裝也減少了工作量，只需進(jìn)行輕微的調(diào)整（有時并不需要調(diào)整），就能使這種高頻雷達(dá)傳感器在不斷變化的生產(chǎn)過程中使用。

高度小于2 m的攪拌設(shè)備以及混合設(shè)備是一次性物位檢測傳感器的典型應(yīng)用場景。在使用DN 50規(guī)格的雷達(dá)發(fā)射天線時，Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器的雷達(dá)波反射角為3°，對于安裝在固定位置處的雷達(dá)傳感器來講，該天線顯現(xiàn)出了很好的聚焦性能。這也保證了容器底部的物位測量精度為±2 mm，非常適合在容器結(jié)構(gòu)尺寸非常緊湊的應(yīng)用場景（如標(biāo)準(zhǔn)的培育袋）中使用。

雷達(dá)傳感器的動態(tài)性能指的是其檢測范圍，即使用雷達(dá)傳感器時的最大信號和最小信號范圍。動態(tài)性能越大，表示這種雷達(dá)傳感器的適用范圍越大，測量可靠性也越高。Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器的動態(tài)性能達(dá)到了120 dB，是目前市場中最好的，可以排除通常情況下容器底部冷凝物的影響。

可重復(fù)使用的傳感器的優(yōu)勢

可以重復(fù)使用的傳感器是可替代一次性傳感器的高品質(zhì)測量解決方案。當(dāng)利用特殊的連接方式連接好一次性容器后，80 GHz雷達(dá)傳感器可以在容器外部進(jìn)行物位高度的檢測，就像建立了可靠的無菌隔離屏障。但對于高聚焦性能和有著最大動態(tài)波長的雷達(dá)傳感器來講，這道屏障仍然是一道“透明”的屏障。雷達(dá)傳感器始終可以高精度地探測生物反應(yīng)器中的充填量，并且有著可以重復(fù)使用且不與被測介質(zhì)接觸的優(yōu)點。

Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器也非常適用于無菌生產(chǎn)過程。利用衛(wèi)生型無菌雷達(dá)波發(fā)射天線可以將這種雷達(dá)傳感器安裝在與容器齊平的位置。在無菌生產(chǎn)場合中使用時，用戶還可以選擇與被測介質(zhì)接觸的PTFE聚四氟乙烯材料的傳感器接口。這種材料的連接接口既滿足了美國FDA的要求，也滿足了歐洲EG 1935/2004標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外，Vegapuls 64型雷達(dá)傳感器的外形設(shè)計完全符合美國3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的所有要求。