VARIO one.

Membran-Einlass-Massenspektrometer (MIMS) zur Echtzeitanalyse von flüchtigen Stoffen in Flüssigkeiten

Das Vario one. ermöglicht Anwendern im Bereich der Biotechnologie einen kostengünstigen Zugang zur MIMS-Technologie. Vario one. ist ein bedienungsfreundliches Massenspektrometer, mit dem ohne Probenvorbereitung die Konzentrationen aller flüchtigen Komponenten aus Flüssigkeiten in Echtzeit und im Dauerbetrieb gemessen werden können.

Die Top-4-Vorteile des Produkts

Mehrstoffanalyse direkt aus Flüssigkeiten dank neuem Einlassverfahren mit poröser Membran

Vario one. ist ein Membran-Einlass-Massenspektrometer (MIMS) zur Messung von Konzentrationen aller flüchtigen Stoffe direkt aus Flüssigkeiten. Aufgrund des speziellen Einlassverfahrens wird keine Probenvorbereitung benötigt; das spart Zeit und Geld. Das Alleinstellungsmerkmal liegt darin, dass Vario one. für die Verwendung von porösen Membranen ausgelegt ist. Damit werden, im Gegensatz zu dichten Lösungs-Diffusions-Membranen, wie z.B. Polydimethylsiloxan (PDMS) Membranen, in Mehr- stoffsystemen die gelösten flüchtigen Inhaltsstoffe entsprechend ihrer Partialdrücke in die Gasphase überführt.

Für Anwender liegt der Vorteil darin, dass die Konzentrationen von über 30 verschiedenen Komponenten simultan und ohne Verzögerung gemessen werden können. Das ist in der Reaktionstechnik von Interesse, wenn sich die Edukt- und Produktkonzentrationen im System schnell verändern. Messdaten werden in Millisekunden erzeugt und die Empfindlichkeit der Messung liegt im ppb-Bereich. Durch die Verwendung eines Quadrupol-Massenspektrometers (QMS) ist das Vario one. sehr kompakt, robust und sehr preisgünstig.

Prozessanalyse im Bereich Biotechnologie und Chemie

Fermentationstechnik

Derzeit werden für die Fermentationstechnik ausgelegte Prozessmassenspektrometer angeboten, die nur aus der Gasphase (Zu- und Abluft) messen können. Die Konzentrationen in der Flüssigkeit können nur über physikalische Gleichungen aus den Messdaten der Gasphase ermittelt beziehungsweise geschätzt werden, insofern sich ein Gleichgewicht volatiler Stoffe zwischen Flüssigphase und Gasphase einstellen kann.

Schwerflüchtige und nichtflüchtige Stoffe – wie z. B. Carbonsäuren und Fettsäuren – können nicht mittels Gasmassenspektrometern erfasst werden. Das Vario one. bietet hierfür erstmals eine für die Biotechnologie zugeschnittene Lösung. Als Flüssigeinlass wird beim Vario one. bevorzugt ein Membranmodul verwendet. Mit Hilfe einer im Vario one. integrierten Schlauchpumpe wird vollautomatisiert ein kontinuierlicher Probenstrom (in der Regel 1 bis 10 Milliliter pro Minute) aus einem Fermenter entnommen, durch das Membranmodul geleitet und wieder in den Fermenter zurückgeführt (Bypass-System).

Unser Vorteil

Der Vorteil ist, dass das Membranmodul mit einem Handgriff am Vario one. befestigt und dadurch, einschließlich aller Schläuche, autoklaviert werden kann. Vario one. ist damit das erste MIMS auf dem Markt, das für den sterilen Einsatz in der Biotechnologie ausgelegt ist.

Zudem kann die Flüchtigkeit der Stoffe im Probenstrom, z.B. durch Temperieren des Membranmoduls, erhöht werden. Zudem spielt die Größe des Reaktionsgefäßes keine Rolle. Der Probenstrom kann aus 5 ml Gefäßen oder 10 m³ Fermentern entnommen werden. Außerdem werden lediglich 10 Mikroliter pro Minute aus dem kontinuierlich fließendem Probenstrom über die Membran in die Gasphase überführt. Der Verlust an Flüssigkeit ist demnach sehr gering.

Upscaling biotechnologischer Prozesse

Damit bietet das Vario one. die besten Voraussetzungen ein Upscaling biotechnologischer Prozesse vom Labor- bis in den Produktionsmaßstab zu begleiten. Zudem können die Messwerte an eine übergeordnete Prozessleitebene weitergegeben werden, so dass Messwerte unterschiedlicher Sensoren (z.B. NIR) zur Datenauswertung zusammengeführt werden können. Durch die Verwendung von porösen Membranen werden gelöste Gase und größere Moleküle, wie beispielsweise Alkohole, simultan detektiert und quantifiziert.

Das ist mit PDMS-Membranen in der Form nicht möglich. Dadurch können zusätzliche Sensoren, wie beispielsweise Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidsensoren (pO2, pCO2), eingespart und das Kontaminationsrisiko für die Fermentation gesenkt werden. Zudem liegen die Daten für die unterschiedlichen Stoffkonzentrationen in derselben Datenqualität und in Echtzeit vor, was die Datenauswertung begünstigt.

Unser Patentiertes Einlass System

… ermöglicht simultane Gas und Flüssig Messungen

In dem Membranmodul befindet sich eine chemisch inerte, organo- und hydrophobe poröse Membran, an deren Grenzfläche spurweise alle flüchtigen Komponenten in einer Flüssigkeit durch die Membran hindurch kontinuierlich in ein Vakuum überführt werden. Aus dem Gasstrom im Vakuum wird ein kleiner Anteil an Molekülen in ein Hochvakuum geleitet und auf diesem Weg vermessen. (DE102015208250A1, EP3292563A1, Offenlegungstag 10.11.2016)

Technische Daten

SPEZIFIKATION

Messgeschwindigkeit4 ms / amu
Messbereich100 ppb – 100 %
Massenbereiche0,5 bis 100, 200, 300 und 512 amu möglich
Gewichtca. 30kg
SchnittstellenKapillareinlass, optional mit Betriebstemperaturen bis zu 200°C
IonenquelleGasdichte Cross Beam Elektronenstoss – Ionenquelle
AnschlussElektrischer Anschluss: 230 V, 50 Hz, 8 A; Leistungsaufnahme <1,2 kVA
KalibrierintervallAutomatisch oder frei wählbar
ProbeführungAutomatisierten und kontinuierlichen über integrierte Schlauchpumpe
MassenfilterHyperbolisches Quadrupol Massenfilter für beste Filterperformance
Flüssig-/Gasverbrauchµl/min
SoftwareIPI-QMS System- und Anwendungs-Software

-Permanent gespeicherte Systemeinstellungen in der Hardware für reproduzierbare Messdaten

-Auto Tuning für den RF-Abgleich ermöglicht optimalen und einsparenden Betrieb

-Komfortable Darstellung zwischen Total Ionenstrom der zugehörigen Spektren und einzelnen Ionenspuren

-Export zu Drittanbieter Software wie Chromstar 7 SCPA und OpenChrom


„In Zukunft werden Computer vielleicht nur noch anderthalb Tonnen wiegen.“

– Annahme über die Entwicklung von Computern, 1949″

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