guía de precisión

16
Mediciones de calidad para aplicaciones farmacéuticas en línea Guía de precisión Principios y prácticas de trabajo para un rendimiento óptimo Sensores ópticos de oxígeno disuelto Sensores de pH Trucos y consejos para mejorar la precisión en las mediciones de pH y OD

Upload: others

Post on 27-Jun-2022

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Guía de precisión

Mediciones de calidad para aplicaciones

farmacéuticas en línea

Guía

de

prec

isió

n

Principios y prácticas de trabajo para un

rendimiento óptimo

Sensores ópticos de oxígeno disuelto

Sensores de pH

Trucos y consejos para mejorar la precisiónen las mediciones de pH y OD

Page 2: Guía de precisión

2 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Índice

1. Introducción 1

2. Exactitud y precisión 1

3. Calibración 3

4. ¿Cuán exacta es una medición de pH? 6

5. Exactitud de los sensores de oxígeno disuelto 9

6. Conclusiones 12

Page 3: Guía de precisión

1Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

1. IntroducciónLa obtención de una elevada calidad y eficacia de los productos, así como la máxima eficiencia en la producción, son los principales objetivos de la fabricación farmacéutica. Para lograrlos, los procesos de producción deben ser estables, predecibles y homogéneos en términos de nivel de rendimiento objetivo.

La instrumentación analítica en proceso que utiliza sensores en línea desempeña un papel fundamental en la supervisión de la producción para garantizar en todo momento el cumplimiento de las condiciones necesarias para el proceso. Obviamente, la fiabilidad de los datos obtenidos a partir de los sensores está íntimamente ligada a la exactitud de medición de estos dispositivos.

Ahora bien, la exactitud no solo depende del uso de sensores de gran calidad. El modo en que se realizan las calibraciones y los mantenimientos de los sensores repercute enormemente en la capacidad de estos últimos para ofrecer mediciones fiables. En el caso de los procesos de fermentación y cultivo de células, la certeza de que los sensores proporcionarán unas mediciones fiables durante cada lote es particularmente importante.

Esta guía aborda los procedimientos de trabajo recomendados e incluye consejos para el mantenimiento de los sensores de pH y de oxígeno disuelto (OD) en línea con vistas a garantizar en todo momento su fiabilidad de medición.

2. Exactitud y precisiónMientras que la exactitud es la proximidad de los resultados de medición al valor real, la precisión es la reproducibilidad de la medición.

Que una medición sea precisa no significa que también sea exacta. En función de la precisión necesaria, lo contrario también podría ser cierto. Por tanto, por «exactitud elevada» se puede entender un valor verdadero que se notifica con gran precisión.

Densidad probabilidad

Veracidad exactitud

Valor referencia

Valor medido

Valor

Page 4: Guía de precisión

2 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Normalmente, en las instalaciones de los procesos de fermentación o cultivo de células únicamente existe un sensor de pH u OD. En estos casos, a menos que se realice una medición fuera de línea, la veracidad de la medición no se puede determinar. Sin embargo, una lectura del pH con un solo decimal es lo bastante precisa para la mayoría de las aplicaciones. Únicamente la existencia de dos o varios sensores de pH u OD instalados siguiendo una configuración redundante podrían garantizar los valores transmitidos. Por lo tanto, en los cultivos de células mamíferas más exigentes, el procedimiento más frecuente es realizar una doble medición.

En los procesos biofarmacéuticos, lo habitual es que los valores de pH u OD de referencia no sean muy precisos. En torno a estos valores existe un intervalo aceptable que los organismos reguladores (por ejemplo, la USP) o el fabricante se encargan de determinar. El concepto de «calidad por diseño» (QbD) se basa en intervalos aceptables más que en un único valor de referencia. Esta filosofía de espacio de diseño aporta flexibilidad a la fabricación.

Sin embargo, aunque en un intervalo aceptable la exactitud del sensor no sea fundamental, si un sensor ofrece valores incorrectos, no será posible determinar si una medición se sitúa dentro o fuera de dicho intervalo aceptable.

Parámetro rendimiento(calidad del producto, etc.)

Espacio diseño

Inte

rval

o ac

epta

ción

val

idac

ión

del p

roce

so

Intervalo aceptable

Parámetro operacional(pH, OD, etc.)

Espacio operativo

Page 5: Guía de precisión

3Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Intervalo aceptable según la QbD

Ejemplo: control del pH durante la fermentación

En los cultivos de células y los procesos de fermentación, el mantenimiento de unas condiciones de crecimiento óptimas a lo largo de un mismo lote es necesario para evitar un rendimiento bajo, un tiempo por lote mayor o la producción de subproductos indeseados.

Conc. células Conc. lactato

tiempo tiempo

pH 7,0

pH 7,3

pH 7,3

pH 7,0

Tal y como muestran las gráficas, el mantenimiento de un pH 7,0 aumenta la concentración de células y reduce la concentración de lactato (el ácido láctico influye en la calidad del producto final y dificulta los procesos de purificación) en comparación con un pH 7,3.

3. CalibraciónUna calibración es la comparación de un estándar de calibración de exactitud conocida (por ejemplo, un tampón de pH) con otro instrumento de exactitud desconocida (por ejemplo, un sensor de pH) cuyo objetivo es detectar, correlacionar, notificar o corregir cualquier variación en la exactitud del elemento objeto de la comparación (por ejemplo, un transmisor de pH).

Intervalo óptimo

punto de referencia

tiempo

Page 6: Guía de precisión

4 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Ventajas de la calibración

Los sensores de pH y OD ofrecen una determinada exactitud que les ha sido asignada por el fabricante. Esta exactitud únicamente se puede mantener con la calibración correcta y periódica de los sensores. Además, la calibración es esencial para garantizar la conformidad con las distintas normativas, como las de la Farmacopea Mundial.

Problemas de calibración de los sensores

A continuación se describe un procedimiento habitual para los sensores de pH. Un biorreactor está equipado con un sensor de pH calibrado. Tras la esterilización del biorreactor, la alimentación con medios nutritivos y la inoculación, el lote está listo para empezar. Con el objetivo de comprobar el valor de pH medido, se procede a la toma de una muestra y se envía para su medición en el laboratorio. Si el pH medido en el laboratorio difiere de la medición del pH en línea en el biorreactor, los operadores ajustan el transmisor de pH para que ejecute una calibración del proceso.

Sin embargo, a pesar de que el procedimiento anterior se ajusta a los procedimientos normalizados de trabajo aprobados, este únicamente será válido si la medición del pH en el laboratorio se realiza de forma correcta. Para ello, la muestra del laboratorio se debe medir a la misma temperatura que la existente en el biorreactor, por lo que el tiempo transcurrido entre la toma de la muestra y la medición en el laboratorio debe ser mínima. A continuación se da cuenta del sistema que siguen en la actualidad multitud de empresas farmacéuticas. En algunos casos, la medición en el laboratorio se realiza a temperatura ambiente o a una temperatura controlada de 25 °C. En otros casos, el laboratorio aprovecha la circunstancia de que la mayoría de los sensores de pH incorporan un sensor de temperatura y de que el transmisor o el medidor conectado realizará una compensación de la temperatura.

Sin embargo, para que la calibración sea correcta y, por tanto, la medición del pH sea exacta, la temperatura de la muestra debe ser idéntica a la temperatura del proceso. El motivo para ello es que existen dos elementos diferentes que dependen de la temperatura para la medición del pH: la dependencia de la temperatura de los equilibrios químicos en el medio y la dependencia de la temperatura del sensor de pH.

Los equilibrios químicos dependen de la temperatura

Los equilibrios químicos son dinámicos y, por lo tanto, responden a cambios en las condiciones. Los equilibrios se pueden expresar a través de la constante de equilibrio K, la cual depende de la temperatura.

T (°C) pH +0,02 T (°C) pH +0,02

0 7,12 50 6,975 7,09 55 6,9810 7,06 60 6,9815 7,04 65 6,9920 7,02 70 7,0025 7,00 75 7,0230 6,99 80 7,0435 6,98 85 7,0640 6,97 90 7,0945 6,97 95 7,12

Dependencia de la temperatura solución tampón de pH 7,00

Page 7: Guía de precisión

5Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Normalmente, se desconoce la dependencia de la temperatura de los medios del biorreactor. Sin embargo, lo que sí es sobradamente conocida es la dependencia de la temperatura de las soluciones tampón. Las etiquetas de las botellas de los tampones de pH muestran el valor exacto a diferentes temperaturas.

La mayoría de los transmisores contienen datos almacenados acerca de los tampones de calibración del pH y, para la correcta calibración de los sensores, requieren la selección del tampón elegido. La compensación automática de la temperatura de los transmisores y los medidores de laboratorio no tiene ninguna relación con la dependencia de la temperatura de los equilibrios químicos.

El resultado ofrecido por un sensor de pH depende de la temperatura

Las operaciones internas de los sensores de pH se basan en principios potenciométricos. El resultado de un sensor de pH combinado (pH y electrodos de referencia) se obtiene, principalmente, de la diferencia de potencial entre el vidrio sensible al pH y el electrodo de referencia. Esta diferencia de potencial, también conocida como «potencial de celda», se mide en voltios. La dependencia de la temperatura de este potencial de celda se describe mediante la ecuación de Nernst.

E = E0 + 2,303 x R x T / F x log (aH+)

o

E = E0 - 2,303 x R X T / F x pHEl factor 2,303 x R x T / F se denomina «pendiente» (V/pH)

R = constante de los gases 8,314 J K-1 mol-1F = constante de Faraday 96.485 A s mol-1

Ejemplos:

A 25 °C (298,15 °K) pendiente = 2,303 x 8,314 x 298,15 / 96.485 = 0,05917 V/pH o 59,17 mV/pHA 35 °C pendiente = 61,15 mV/pH

La pendiente calculada siguiendo la ecuación de Nernst también se puede expresar como un 100 % de pendiente. Un sensor de pH real muestra una pendiente menor. El criterio de control final de un sensor de pH nuevo de METTLER TOLEDO es >98 % de pendiente. Tras la exposición a un proceso, la pendiente disminuirá ligeramente.

La dependencia de la temperatura de la pendiente a diferentes temperaturas se compensa automáticamente en el transmisor de pH o el medidor de pH del laboratorio. El encargado de realizar esta compensación automática de la temperatura (ATC) durante la calibración y la medición es el sensor de temperatura integrado. La función de ATC también se puede desactivar.

De lo anterior se desprende que la compensación de la temperatura de la pendiente no mantiene ningún tipo de relación con la dependencia de la temperatura de los equilibrios químicos de un determinado medio.

Resumen

Para la correcta comparación del pH medido por un equipo en línea y otro fuera de línea, la temperatura de medición debe ser idéntica. En algunos casos, el coeficiente de temperatura es casi insignificante y permite obtener mediciones correctas incluso a diferentes temperaturas de medición.

Page 8: Guía de precisión

6 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Consejos prácticos

Realice la medición de una muestra en el laboratorio a diferentes temperaturas con la función ATC activada. Si no observa ninguna diferencia en el valor de pH mostrado, significa que es seguro comparar las mediciones a distintas temperaturas. Esto únicamente es válido si no se produce ninguna variación en la composición del medio entre lotes.

Las muestras obtenidas de los bioprocesos a menudo contienen CO2. Cualquier escape del CO2 de la muestra puede generar un desplazamiento del pH. Por ello, la aplicación de una técnica de muestreo adecuada y la rápida realización de las mediciones de pH en el laboratorio resultan cruciales.

4. ¿Cuán exacta es una medición de pH?

Estructura de un circuito de medición del pH «clásico»

Un circuito de pH clásico se compone de un sensor de pH combinado conectado a través de un cable a un instrumento de pH (un transmisor o un medidor de pH).

Un sensor de pH clásico se compone de un electrodo de vidrio sensible al pH y un electrodo de referencia. La capa de gel que se forma en el vidrio sensible al pH genera un potencial dependiente del pH que se puede medir detrás de dicho vidrio sensible al pH —que, en ocasiones, se denomina «membrana de vidrio»— en una solución tampón interna. Un elemento sin plomo es el encargado de transportar este potencial hacia el exterior del electrodo.

Sensor analógico de pH HA465-50-S7

El electrodo de referencia, que contiene el electrolito de referencia, se conecta al medio o a la muestra a través de una unión de líquidos (por ejemplo, un diafragma cerámico). Idealmente, el potencial del electrodo de referencia debe ser independiente del pH.

Page 9: Guía de precisión

7Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Tal y como se ha indicado, la diferencia de potencial entre el electrodo de vidrio de pH y el electrodo de referencia es la salida de señal principal de un sensor de pH combinado. Esta señal se caracteriza por su alta impedancia (100–500 MΩ) y por poseer una tensión de < 1/- 800 mV. La mayoría de los sensores de pH se han diseñado para generar una tensión de 0 mV a 25 °C con un pH 7. La dependencia del pH de esta tensión se puede describir mediante la ecuación de Nernst. Además, esta ecuación explica la dependencia de la temperatura de los sensores de pH. Esta dependencia de la temperatura se puede compensar si el instrumento de pH está equipado con la referida función de compensación automática de la temperatura (ATC), idealmente, sobre la base de la información obtenida de un sensor de temperatura integrado en el sensor de pH combinado. Una creencia errónea extendida es que las ATC no corrigen el cambio en el pH de la solución con temperatura.

El instrumento de pH debe contar con una resistencia de entrada superior a 1 TeraΩ. Gracias a los avances electrónicos actuales, se trata de una tarea mucho más sencilla de lo que era hace 50 años. El instrumento de pH sirve para convertir una señal en mV en un valor de pH, aunque también para llevar a cabo las calibraciones y los ajustes a partir de mediciones realizadas en las soluciones tampón de pH. Por lo tanto, la expresión «calibración del sensor de pH» es un tanto confusa, puesto que no es el sensor el que se calibra, sino el instrumento conectado a él (transmisor o medidor), el cual se ajusta en función del resultado obtenido a partir del sensor de pH.

Exactitud de un sensor de pH estándar

Todos los sensores de pH deben conectarse a un instrumento específico con soluciones tampón. La imposibilidad de realizar precalibraciones en los electrodos de pH estándares impide también disponer de un valor de exactitud. La determinación de la referida exactitud exige el uso simultáneo de un sensor, un instrumento de pH y soluciones tampón. Únicamente el uso simultáneo de estos tres elementos permite definir la exactitud. Por tanto, ningún sensor de pH estándar posee, por sí mismo, una exactitud predefinida.

Estructura de un circuito de medición del pH con ISM®

La gestión de sensor inteligente (ISM) es la tecnología digital de METTLER TOLEDO para el uso de sensores analíticos en línea. Un circuito de pH con ISM está formado por un sensor de pH combinado con una memoria y un convertidor analógico/digital integrado que se conecta a través de un cable a un instrumento de pH capaz de recibir una señal digital.

La parte analógica del sensor de pH es idéntica a la descrita anteriormente para los sensores de pH estándares. La principal diferencia reside en el cabezal del sensor, que incorpora un convertidor analógico/digital y un microprocesador. La salida de señal de los sensores ISM es digital: una señal de baja impedancia muy estable. La humedad que tanto afecta a las señales analógicas no es un problema, como tampoco lo es la instalación de cables más largos.

El microprocesador de los sensores ISM permite registrar y almacenar los datos de calibración. Esto significa que los sensores ISM no necesitan calibrarse en el proceso, sino

Page 10: Guía de precisión

8 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

que, por el contrario, pueden calibrarse en una ubicación adecuada con ayuda de un transmisor ISM o el software iSense para PC de METTLER TOLEDO. Después de la calibración, el sensor de pH puede almacenarse hasta que se le necesite.

Cuando un sensor de pH con ISM precalibrado se instala en el proceso, el transmisor ISM conectado se encarga de leer automáticamente los datos de calibración y de autoconfigurarse sin necesidad de que intervenga ningún operador.

Las soluciones tampón de pH empleadas para la calibración son conformes con los estándares aceptados (por ejemplo, NIST) para una determinada exactitud y, por lo tanto, los sensores de pH con ISM sí se pueden especificar como sensores con una exactitud específica.

Requisitos para la obtención de un sensor de pH de la máxima calidad

Electrodo diseñado para bioprocesos: esterilizable, apto para autoclave Vidrio sensible al pH desplazamiento mínimo de la señal cero tras

una esterilización o limpiezaUnión de líquidos (diafragma) obstrucción mínima durante la fermentación;

facilidad de limpiezaElectrolito de referencia sin iones de plata; compatible con medios con proteínas

Análisis del error para sensores, tampones e instrumentos

En el análisis del error, el peor de los casos en el cálculo del error se da al realizar la suma de todos los errores posibles en una única dirección sin tomar en consideración ningún tipo de compensación de errores.

Page 11: Guía de precisión

9Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

En los transmisores de pH con ISM, tanto la incertidumbre de medición como la incertidumbre de salida se eliminan y, como se puede comprobar a continuación, el error máximo de +/- 0,09 pH se puede reducir a +/- 0,04 pH.

5. Exactitud de los sensores de oxígeno disuelto

Sensores amperométricos de oxígeno

El principio de medición de estos sensores es el siguiente. El oxígeno se dispersa a través de una membrana semipermeable y se reduce en un cátodo que se mantiene a un potencial determinado. La corriente de reducción es proporcional a la presión parcial del oxígeno en el medio.

I = K x A x D x S x 1/d x pO2

La relación entre la corriente del sensor «I» y la presión parcial únicamente es válida si el grosor de la membrana es siempre el mismo. Durante la esterilización, la membrana se estira ligeramente, lo que genera una salida más alta del sensor. Este efecto se reduce tras cada ciclo de esterilización. Los pequeños errores de manipulación durante la sustitución de la membrana —como, por ejemplo, olvidarse de eliminar las gotas de electrolito del eje del módulo de membrana— pueden provocar un ligero abombamiento de la membrana. Este hecho puede ser muy importante para la exactitud, puesto que el grosor de la membrana se ha alterado.

Linealidad de la señal del sensor con pO2 < 0,21 bar +/- 1 %

Estabilidad de la corriente residual y la pendiente (corriente de aire) típica de < 2 %/semana

Sensor ampero-métrico de OD con módulo de

membrana (vista transversal)

Electrodo de pH

Valor de medición 7,20 pHPotencial de difusión 1 mVError por pot. difus. -0,02 pHPendiente 25 °C 98 %

Soluciones tampón de pH

Soluciones tampón técnicas +/- 0,02 pH

Transmisor de pH Sensor de temperatura

Incertidumbre medic. +/- 0,02 pHIncertidumbre corriente +/- 0,050 mADecapado 4 mA 2 pHDecapado 20 mA 12 pHResolución 0,63 pH/mA 1,6000 mA/pHSalida de corriente 12,320 mAIncertidumbre salida +/- 0,050 mA +/- 0,03 pA

Temperatura 37 °CError medic. temp. –2 °CPendiente 25 °C, práctica –57,98 mV/pHPendiente 37 °C, práctica –60,31 mV/pHPendiente con error temp. –59,92 mV/pHError de temperatura +/- 0,00 pH

ISM

Comunicación digital ISM

0,01 pH

0,01 pH

Peor caso posible Incertidumbre electrodo de pH +/- 0,02 pH Incertidumbre solución tampón +/- 0,02 pH Incertidumbre temperatura +/- 0,00 pH Incertidumbre transmisor +/- 0,02 pH Incertidumbre salida de corriente +/- 0,03 pH Incertidumbre total +/- 0,09 pH

+/- 0,04 con ISM

Page 12: Guía de precisión

10 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Sensores ópticos de oxígeno disuelto

La tecnología de los sensores ópticos de oxígeno se basa en un método conocido como «desactivación de la fluorescencia». A diferencia de los sensores amperométricos, capaces de detectar una reducción en la corriente de oxígeno, el método óptico mide la transferencia de energía entre un cromóforo fluorescente (el fluoróforo) y el oxígeno.

Para obtener más información, descargue nuestros «Procedimientos de trabajo recomendados para los sensores ópticos de oxígeno disuelto» en la dirección www.mt.com/Optical-GoP-Guide.

Los sensores ópticos no incorporan ni electrolitos ni membranas sustituibles. En los sensores InPro 6860i de METTLER TOLEDO, el tiempo de vida del elemento sensible al oxígeno (el OptoCap) depende de su grado de exposición a la luz. El OptoCap es la única pieza de este sensor que se debe sustituir periódicamente. En las aplicaciones de fermentación, lo habitual es un tiempo de vida esperable superior a 6 meses.

Sensor óptico de OD InPro 6860i con OptoCap, pieza sensible al oxígeno (sustituible)

Sensor óptico de OD InPro 6860i

Gracias a su tecnología de medición, los sensores ópticos permiten evitar los errores de manipulación que sí se registran en los sensores amperométricos. Además, los requisitos de mantenimiento son significativamente inferiores a los de los sensores amperométricos.

Otra ventaja sustancial del diseño del InPro 6860i es su reducida deriva en las mediciones: entre cuatro y cinco veces inferior si se compara los sensores amperométricos típicos (< 0,5 %/semana).

Control de la estabilidad de los sensores ópticos de OD

La degradación del fluoróforo es muy lineal a lo largo de la vida útil de un OptoCap. Su calibración ocasional corrige la deriva en las mediciones que se observa con el desgaste normal del sensor. El sensor InPro 6860i utiliza un algoritmo exclusivo que supervisa la frecuencia de muestreo, el nivel de oxígeno y la temperatura del proceso para la compensación exacta de los desplazamientos en los valores Phi

Page 13: Guía de precisión

11Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

causados por la degradación del fluoróforo. Como su propio nombre indica, el control de la estabilidad estabiliza las lecturas del oxígeno y reduce en gran medida la necesidad de realizar calibraciones asiduas.

Este algoritmo de control de la estabilidad es capaz de memorizar el desgaste específico de los sensores en cada proceso. Una vez procesados algunos lotes, al realizar una calibración de 1 punto con aire, el sensor compara los valores de desplazamiento Phi calculados con los desplazamientos Phi de la calibración para compensar de manera exacta la degradación futura del fluoróforo. Como resultado de lo anterior, la deriva del sensor es mínima. He aquí una gran ventaja para los lotes de larga duración con cultivos de células.

Calibración

La calibración más frecuente se puede realizar fácilmente manteniendo el sensor en aire. En los procesos de fermentación o cultivo de células, la calibración se realiza después de una esterilización en medios saturados de aire. Este método se puede aplicar tanto a los sensores ópticos como a los amperométricos.

Calibración de 2 puntos

Los procedimientos normalizados de trabajo de muchas empresas farmacéuticas recogen una calibración de 2 puntos: además de la calibración del oxígeno máximo (saturación del aire), también se debe realizar una calibración de la señal cero.

En el caso de los sensores ópticos de OD, la calibración de 2 puntos es obligatoria tras cada sustitución de un OptoCap. Para una correcta calibración, se recomienda utilizar gas nitrógeno u otro medio exento de oxígeno con un nivel de pureza mínimo del 99,99 % para alcanzar el punto Phi 0 y, seguidamente, permitir una exposición al aire para alcanzar el punto Phi 100. Las calibraciones de 2 puntos se realizan directamente en los transmisores de METTLER TOLEDO o desde un ordenador equipado con el software iSense™. La curva de calibración resultante se almacena en el sensor y se toma como referencia en todo momento para la realización de las mediciones por parte del sensor.

Para un uso normal, la calibración de la señal cero no resulta necesaria. Conviene destacar que una calibración defectuosa de la señal cero con un medio sin oxígeno indeterminado tendrá un impacto negativo en la exactitud. Algunos operadores realizan la calibración del punto cero durante la esterilización ante la asunción de que en el biorreactor no existe oxígeno. Sin embargo, se desaconseja realizar este procedimiento, puesto que la temperatura de medición es muy distinta a la del intervalo especificado y únicamente se conseguirá una exactitud de medición deficiente.

Calibración de 1 punto

La calibración de 1 punto establece la pendiente (en el caso de los sensores amperométricos) o un nuevo valor Phi 100 (en el caso de los sensores ópticos). Las calibraciones de 1 punto pueden calibrar los sensores en aire con una configuración de las mediciones al 100 % y a la presión atmosférica local.

Calibración del proceso

Las calibraciones del proceso se diferencian de las calibraciones de 1 punto en que las primeras se realizan con un sensor in situ en el propio reactor. En el caso de los sensores ópticos, la calibración del proceso determina un nuevo valor Phi 100 que se compara con la curva de calibración almacenada para crear una nueva curva. Puesto que las curvas de calibración de los sensores ópticos no son lineales, las calibraciones del proceso en 1 punto que se realicen en recipientes con cámara de aire deberán tomar

Page 14: Guía de precisión

12 Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

en consideración de manera exacta las presiones del sistema porque, de lo contrario, corren el riesgo de poner en peligro la precisión de la totalidad de la curva. Por este motivo, para la inmensa mayoría de las aplicaciones posteriores a la esterilización, METTLER TOLEDO recomienda realizar un escalado del proceso en 1 punto y no una calibración del proceso.

Escalado del proceso

A diferencia de las calibraciones del proceso en 1 punto, el escalado del proceso establece la magnitud de medida en un nivel deseado sin realizar ningún tipo de ajuste en la curva de calibración. Este método permite ignorar la presión real del proceso y el factor de solubilidad del oxígeno, lo que da lugar a una mejora de la exactitud.

6. ConclusionesEn las aplicaciones de bioprocesos, el mantenimiento de los cultivos dentro de un intervalo aceptable alrededor de unos puntos de referencia óptimos resulta clave para lograr una producción homogénea y eficaz, así como una producción mínima de subproductos.

Para que los sensores de pH y de OD en línea ofrezcan la máxima exactitud posible, es importante tener en cuenta los puntos siguientes:

1. Seleccione sensores específicamente diseñados para su uso en bioprocesos y que resistan las condiciones de limpieza/esterilización. En el caso del pH, seleccione sensores con una membrana de vidrio A41 y un electrolito de referencia líquido presurizado previamente. En el caso del oxígeno disuelto, se recomienda el uso de sensores ópticos.

2. El sensor debe limpiarse antes de su calibración.3. La calibración es esencial para garantizar la exactitud de medición. Siga paso a paso los procedimientos

de calibración aprobados. Con los sensores de pH, utilice siempre soluciones tampón nuevas. Con los sensores de OD, realice la calibración de la señal cero únicamente con medios sin oxígeno especificados.

4. Las mediciones de pH en el laboratorio para la calibración del proceso se deben realizar a la misma temperatura que el propio proceso.

5. Los errores derivados de una manipulación incorrecta o el uso de soluciones tampón defectuosas pueden provocar directamente una exactitud deficiente.

La tecnología de gestión de sensor inteligente (ISM) puede mejorar la exactitud del sensor

1. La señal digital ISM es muy estable y elimina muchos de los errores frecuentes en la transmisión de señales analógicas.

2. Además, el software iSense permite realizar una calibración sin errores de manipulación desde cualquier ubicación adecuada, en lugar de en el área de producción.

3. Los sensores ópticos de oxígeno disuelto con ISM requieren muy poco mantenimiento. La reducción de la manipulación mejora la exactitud.

4. El diagnóstico previo al lote garantiza que los sensores funcionarán de manera fiable durante todo el lote.

Page 15: Guía de precisión

13Trucos y consejos para mejorar la precisiónInstrumentación analítica en proceso de Mettler-Toledo

Guías de buenas prácticasMantener la calidad del producto al mismo tiempo que se mejora la seguridad de los procesos y se controlan los costes de explotación es un reto constante en las industrias de procesos.

La instrumentación analítica en proceso de METTLER TOLEDO ha creado varías guías de buenas prácticas para distintas industrias con ejemplos de cómo los sistemas avanzados de analítica de procesos pueden ayudar a los operadores a aumentar la calidad y el rendimiento del producto, al mismo tiempo que se reducen los costes de explotación.

¡Encuentre la guía adecuada para sus necesidades específicas y descargue hoy mismo su ejemplar gratuito!Acceda aquí: www.mt.com/pro-guides

Teoría y práctica sobre las mediciones de pH y OD

Guía teórica sobre el pH: Guía para las mediciones de pH: teoría y práctica de las aplicaciones de pH

Guía farmacéutica: Alcanzar el nivel más alto de rendimiento en el control de procesos de biorreactores

Guía sobre el OD: Procedimientos de trabajo recomendados para los sensores ópticos de oxígeno disuelto

Guía de aguas farmacéuticas sobre la conformidad con la normativa, el análisis y la liberación de agua en tiempo real

Industria farmacéutica

Page 16: Guía de precisión

Para más informaciónwww.mt.com/pro

Mettler-Toledo S.A.EMiguel Hernández 69-7108908 L’Hospitalet de Llobregat Barcelona, Spainhttp://www.mt.com/pro

Sujeto a modificaciones técnicas© 02/2015 Instrumentación analítica en proceso de METTLER TOLEDO

Página web de la analítica en líneadedicada a la industria farmacéutica

La página web de instrumentación analítica en proceso de METTLER TOLEDO para la industria farmacéutica está repleta de información sobre cómo nuestras soluciones de medición en línea mejoran la fiabilidad de los procesos, aumentan el rendimiento de la producción y reducen los costes operativos.

Visite nuestra página web para:• Descubrir nuestra amplia gama de sensores y transmisores.• Descargar artículos técnicos y notas de aplicación, ver vídeos

y asistir a cursos en línea.• Descubra cómo las soluciones de medición inteligentes

pueden evitar las pérdidas de lotes y simplificar la documentación de los sensores.

www.mt.com/ism-pharma