Surveillance d’incubateurs
Les incubateurs sont utilisés dans diverses branches, telles que les industries pharmaceutiques et biotechnologiques. Dans ce cas, nous allons traiter du domaine scientifique de la microbiologie.
La microbiologie étudie les micro-organismes tels que les bactéries, les protozoaires et les virus. L’inoculation est l’introduction de micro-organismes dans des environnements où ils se développent et se multiplient. Ceci est appelé culture cellulaire ou culture de micro-organismes. De nombreux vaccins sont obtenus à partir de cultures cellulaires.
Un incubateur est un appareil dans lequel des milieux inoculés avec des micro-organismes sont cultivés sous des conditions optimisées et contrôlées.
Pour une croissance optimale des cellules, l’environnement doit satisfaire les conditions de base suivantes :
- Température
- Humidité relative
- Dioxyde de carbone (CO2)
Un facteur déterminant pour établir l’environnement idéal pour la croissance est un pH correct qui peut être différent selon les cultures. Le rouge de phénol est souvent utilisé dans les milieux de culture pour garantir des valeurs de pH adéquates (jaune pour les valeurs de pH faibles, violet pour les valeurs élevées et rouge pour les valeurs de pH de 7).
Différents milieux de culture sont utilisés pour l’inoculation. Les plaques de gélose représentent le milieu de culture le plus utilisé pour la multiplication des bactéries et autres micro-organismes. Une plaque de gélose est une boîte de pétri contenant de l’agar ainsi que des nutriments. Basal Medium Eagle (BME) est un milieu de base synthétique largement répandu qui favorise la croissance de diverses cellules de mammifères.
Les conditions environnementales suivantes doivent être réunies, afin d’obtenir une valeur de pH de 7,4 :
- Température : 37 °C.
- Humidité relative : 90…95 %HR
- Dioxyde de carbone (CO2): 5% CO2
La difficulté de cette configuration est que de la condensation peut facilement se former, selon le type d’incubateur. Pour une température de 37 °C et une humidité relative de 95 %HR, la température du point de rosée, (température à laquelle la condensation se produit), est d’environ 36 °C. La température de la pièce dans laquelle se trouve l’incubateur est généralement de 23 °C. Cela signifie que, selon l’isolation de l’incubateur, de la condensation peut se produire et indépendamment de l’isolation, de la condensation peut également se former à l’ouverture de la porte.
Si 37 °C ne pose aucun problème pour la mesure de la température, les choses sont un peu plus compliquées pour l’humidité relative et le CO2.
L’humidité relative est le plus souvent mesurée avec des capteurs capacitifs. En raison de leur conception, les capteurs capacitifs sont sujets à des écarts de mesure en cas de fortes valeurs d’humidité et doivent donc être étalonnés plus souvent. La condensation peut également provoquer une défaillance du capteur, c’est pourquoi son positionnement à l’intérieur de l’incubateur est très important. L’élément sensible éprouvé HygroMer de Rotronic, intégré dans les capteurs RMS-HCD-S ou RMS-HCD-IC102, offre des performances étonnantes, même en cas d’humidité relative élevée avec condensation.
Vous trouverez plus d’informations concernant la mesure de l’humidité relative ici . Les capteurs RMS-HCD mesurent aussi bien la température que l’humidité relative (ou le point de rosée) et peuvent, grâce à leur communication numérique, être échangés pratiquement sans interruption de fonctionnement et en préservant l’intégrité totale des données dans le logiciel du système de monitoring de Rotronic, qui détecte automatiquement le remplacement des capteurs. Les capteurs RMS-HCD permettent des mesures de -100…200 °C et de 0…100 %HR.
Selon la technologie utilisée, la mesure du dioxyde de carbone à un taux d’humidité relative élevé, peut s’avérer très délicate. Le CO2 est le plus souvent mesuré par absorption infrarouge (IR), vous trouverez des informations plus détaillées concernant le mode de mesure du CO2 utilisé par Rotronic ici. L’inconvénient de l’absorption infrarouge est que la lumière de la source lumineuse est réfractée dès l’apparition de la condensation, et qu’elle n’atteint plus le détecteur. Pour éviter ce problème, le RMS-CCA-S-20X est chauffé, afin d’empêcher la formation de la condensation. Si de la condensation se produit, il s’agit très probablement d'une mesure positive de gaz et non d’un défaut du capteur. Dès que les capteurs sont suffisamment réchauffés, ils sont libéres de la condensation et les gouttelettes d’eau s’évaporent. Rotronic utilise l’absorption infrarouge pour une mesure exacte et précise du CO2. Le capteur RMS-CCA-S-20X convient pour des mesures de 0…20 %CO2.
Pour reproduire un environnement similaire à celui du corps d’un mammifère, la concentration d’oxygène doit se situer dans une fourchette comprise entre 1 et 12 %, c’est-à-dire nettement moins que dans l’atmosphère, où elle est de 21 %. Dans un incubateur, les valeurs d’oxygène peuvent être régulées par l’apport d’azote gazeux (N2), pour réduire le taux d’oxygène. Avec le GCA-S-O2-XX21-SET, Rotronic propose également une solution pour le contrôle de l’O2. Le capteur GCA-S-O2-XX21 convient pour des mesures de 0…21 %O2.
LES AVANTAGES DU RMS EN UN COUP D’ŒIL.
Les incubateurs sont commercialisés par différentes entreprises, telles que Adolf Huhner SA, Binder sarl, Fischer Scientific, Memmert, etc. Ces appareils disposent normalement en option d’une sortie analogique permettant d’exploiter leurs valeurs de mesure. RMS propose des convertisseurs analogiques/numériques pour relier les sorties au RMS. L’interface de programmation (API) du RMS et le logiciel AtmoWEB de Memmert, permettent également au RMS de contrôler les points suivants, directement depuis la chambre de Memmert :
- TempSet : valeur de consigne de la température
- Temp1Read : valeur de mesure de la température, capteur 1
- Temp2Read : valeur de mesure de la température, capteur 2
- Temp3Read : valeur de mesure de la température, capteur 3
- Temp4Read : valeur de mesure de la température, capteur 4
- HumSet : valeur de consigne de l’humidité relative
- HumRead : valeur de mesure de l’humidité relative
- CO2Set : valeur de consigne du CO2
- CO2Read : valeur de mesure du CO2
- O2Set : valeur de consigne d’O2
- O2Read : valeur de mesure d’O2
- DoorOpen: état de la porte ouverte/fermée
LA SOLUTION DU SYSTÈME DE MONITORING ROTRONIC
Le système de monitoring de Rotronic (RMS) est un logiciel de la catégorie GAMP©5, catégorie 4 combiné à du matériel de catégorie 1, qui aide les utilisateurs à contrôler leurs applications compatibles avec GxP, à tester les attributs critiques de qualité et à contrôler les paramètres essentiels des processus. Ils peuvent ainsi se concentrer sur la sécurité des patients, sur la qualité des produits et garantir la compatibilité avec EudraLex annexe 11 et FDA 21 CFR partie 11.
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