Einblick in den AppliSens DO₂ Sensor.

Der AppliSens DO₂ ist um eine einzige technische Entscheidung herum gebaut, die ihn von generischen polarographischen Gelöster Sauerstoff-Sonden trennt: ein Titan-Membranmodul, speziell konzipiert, um die Mess-Drift über die langen Kultivierungs-Kampagnen zu minimieren, die echte Bioprozess-Arbeit definieren. Polarographische DO-Messung ist das etablierte Clark-Elektroden-Prinzip — eine Sauerstoff-Reduktions-Reaktion über eine gasdurchlässige Membran erzeugt einen Strom, der proportional zum Gelöstsauerstoff ist — und die Limitation der Technologie war immer die Drift. Das Membranmodul ist der Punkt, an dem jede polarographische Sonde lebt oder stirbt: je günstiger die Konstruktion, desto schneller die Drift, desto kürzer das Kalibrier-Intervall, desto häufiger der Membran-Neuaufbau. Der AppliSens DO₂ kontert diesen Ausfallmodus mit Titan-Konstruktion am Membranmodul — korrosionsbeständig, dimensional stabil über thermische Zyklen und speziell ausgelegt auf die langzeit-stabilen, präzisen Messungen, die biotechnologische Prozesse verlangen. Für Gruppen, die polarographische DO-Messung tatsächlich die Signal-Stabilität liefern lassen müssen, von der produktion skalige Prozessregelung abhängt, ist das Titan-Modul die Konstruktions-Entscheidung, die den Unterschied macht.

Mit Exzellenz und Erfahrung entwickelt.

Der AppliSens DO₂ ist der polarographische Gelöster Sauerstoff-Sensor in der AppliSens-Reihe — Applikons eigener Sensor Familie, die parallel zum Applikon-Controller-Portfolio entwickelt wurde, statt über Partnerschaften zugekauft zu sein. Die praktischen Konsequenzen sind konkret: Der DO₂-Sensor verbindet sich via nativer USB-Integration mit Livit Flex, ez2-Control, my-Control und in-Control, wobei der AppliSens-Treiber direkt in die Applikon-Controller-Software eingebaut ist. Kein externer Transmitter, kein separater Transmitter-Schaltschrank, kein zweiter Software-Stack zum Lernen. Sensor Gesundheit, Kalibrier-Historie und Live-Werte erscheinen alle über dieselbe Applikon-Oberfläche, die den Rest des Bioprozesses antreibt. Resea Biotec ist offizieller Schweizer Applikon-Distributor und zertifizierter Servicepartner und liefert den AppliSens DO₂ zusammen mit den Controllern, mit denen er gepaart wird — Verkauf, Anwendungssupport und Vor-Ort-Service laufen über unser Team in Burgdorf.

Einfache Inbetriebnahme mit fortschrittlicher Prozesssteuerung.

Ein Mikroorganismus oder eine Zelle reagiert auf Sauerstoffkonzentration, indem sie ihren gesamten Stoffwechsel anpasst. Diese einzige biologische Realität ist der Grund, warum Gelöstsauerstoff eine der wenigen Prozessvariablen ist, die einen Bioprozess tatsächlich antreibt, statt ihn nur zu überwachen. Zellvitalität hängt davon ab, im passenden DO-Fenster für den Organismus zu bleiben — eine Drift aus diesem Fenster während eines Fed-Batch verursacht Stoffwechsel-Stress, der sich als Titer-Verlust zeigt. Produktivität korreliert direkt damit, wie eng der DO-Regelkreis dem Sollwert folgt; der Unterschied zwischen ±2 % DO-Regelung und ±10 % DO-Regelung zeigt sich als Prozentpunkte in der Produktausbeute. Prozess Konsistenz über mehrere Läufe hängt von identischen DO-Verläufen ab — was bedeutet, dass die Kalibrier-Drift der DO-Sonde zum limitierenden Faktor für die Charge-zu-Charge-Reproduzierbarkeit wird. Der AppliSens DO₂ existiert, um die Sonde aus der limitierenden Position herauszuhalten. Langzeit-Stabilität durch das Titan-Membranmodul, einfache Kalibrierung durch native Controller-Integration und die reinigbare Konstruktion, die wiederholten SIP/CIP-Routinen standhält, ergeben zusammen das operative Profil, das die Zellbiologie — nicht den DO-Sensor — zur Variable macht, die das Kultivierungs-Ergebnis definiert.

DO₂ im Vergleich zu den Alternativen in der AppliSens-DO-Reihe.

Der Sensorkatalog von Resea Biotec umfasst vier Optionen zur Messung des Gelöstsauerstoffs (DO) in zwei Technologie-Familien — klassisch polarographisch mit AppliSens (Applikon-nativ) sowie optisch mit AppliSens oder Hamilton. Die richtige Wahl hängt von drei betrieblichen Fragen ab: ob der Bioprozess von einer optischen DO-Messung profitiert (kein Elektrolyt, keine Membran-Nachfüllungen, längere Kalibrierintervalle), ob die native AppliSens-Integration Priorität hat (Kalibrier-Workflow aus einer Hand, konsolidierter Servicevertrag), und ob das Labor bereits das Hamilton-Arc-Ökosystem für pH, Biomasse und gelöstes CO₂ betreibt, in welches sich der neue DO-Sensor einfügen soll.

1 AppliSens DO₂ – Polarographisch, klassisch – AppliSens (Applikon) – Kostenbewusste polarographische Basis, Titan-Membranmodul, bewährter AppliSens-Stack
2 AppliSens Smart DO₂ – Polarographisch mit Smart-Elektronik – AppliSens (Applikon) – Sensor-gebundene Daten-Workflows im AppliSens-Stack
3 AppliSens LumiSens – Optisch DO₂ (RedFlash-Technologie) – AppliSens (Applikon) – Jährliche Kalibrierung, Niedrig-DO-Präzision, AppliSens-native Integration
4 Hamilton VisiFerm DO₂ – Optisch DO₂ (Lumineszenz-Quenching, Arc-Intelligenz) – Hamilton (Drittanbieter) – Hamilton-Arc-Ökosystem-Labore, Multi-Vendor-Sensor-Umgebungen

L1 – Physische Eigenschaften & Bauweise

Zelltyp	Zellkultur und Mikrobiell Zellkultur Mikrobiell
Technologieplattform	Multi-Use
Einführlängen in mm	115 120 135 185 235 325 425 590
Gewindetyp	M12 PG 13.5 PG 13.5, frei drehbar
Gemessener Parameter	Gelöster Sauerstoff
Steckertyp	K9
Durchmesser	8 mm 12 mm

L2 – Sensoreigenschaften

Messbereich	35-75 nA* @ Air / 25 °C / 1.013 bar / 100%RH (*±20%)
Messgenauigkeit (±)	± 0.1 %
Sensoren autoklavierbar	Ja
Sensoren maximale Sterilisationstemperatur	135 °C
Messprinzip	Clark-Typ polarographischer driftarmer DO-Sensor
Referenzsystem	Luft/O₂
Kommunikationstyp	Analog nA

L3 – Funktionale & Sensor-Fähigkeiten

Sensoren kompatible Bioreaktoren	Applikon autoklavierbarer Glasbioreaktor Applikon BioBench Edelstahl Bioreaktor Applikon BioPilot Edelstahl Bioreaktor Applikon MiniBio Bioreaktor AppliFlex ST Einweg-Bioreaktoren
Controller (kompatibel)	Applikon ez2-Control Bioreaktor-Kontroller Applikon in-Control Bioreaktor-Kontroller Applikon my-Control Bioreaktor-Kontroller
PAT-fähig (Sensoren)	Ja

Forschung & Prozessentwicklung

Der AppliSens DO₂ liefert bewährte polarographische Messung nach Clark-Elektrode über den bioprozessrelevanten DO-Bereich – mit einer Genauigkeit von ± 0,1 % und dem Langzeit-Driftprofil des Titan-Membranmoduls. Acht Einbaulängen (115–590 mm) passen den Sensor an die Gefässgeometrie an, vom MiniBio-Screening bis zum BioPilot-Pilotmassstab.

Screening & Optimierung

Die grösste Spanne an Einbaulängen im AppliSens-DO-Sensorkatalog – 115, 120, 135, 185, 235, 325, 425 und 590 mm – erlaubt es, dieselbe Sensor-Architektur zwischen MiniBio-Screening, Applikon autoklavierbarer Glasbioreaktor-Labormassstab, AppliFlex ST Single-use, BioBench-Edelstahlgefässen und BioPilot-Pilotanlagen einzusetzen, ohne die Sensor-SKU zu wechseln. Die Haltbarkeit des Titan-Membranmoduls eliminiert DO-Sondenwechsel mitten im Screening, die sonst die Kontinuität der Screening-Läufe beeinträchtigen würden.

GMP-Übergang

Konzipiert für den Übergang von der Forschung in die regulierte Prozessentwicklung. Autoklavierbar bis 135 °C, SIP- und CIP-tolerant, mit nativer AppliSens-Controller-Integration über den Standard-K9-Analogeingang an Applikon ez2-Control, my-Control und in-Control. Der Sensor übernimmt dieselbe Validierungskette und Audit-Trail-Architektur wie der übrige AppliSens-Stack – keine parallele Sensor-Management-Software, keine separate Validierungslinie.

GMP-Produktion

Geeignet für cGMP-konforme Bioprozessproduktion vom Pilot- bis zum vollen Produktionsmassstab. Das bewährte polarographische Prinzip der Clark-Elektrode ist der etablierte elektrochemische DO-Messstandard für die regulierte Bioprozessproduktion – mit vollständiger Applikon-Controller-Integration und Datenfluss in Lucullus PIMS.

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Polarographische DO-Messung – Funktionsprinzip.

Die polarographische Messung des Gelöstsauerstoffs basiert auf dem klassischen Prinzip der Clark-Elektrode — und obwohl optische DO-Alternativen zunehmend Marktanteile gewinnen, bleibt die polarographische Technologie das in der Bioprozesstechnik am weitesten verbreitete DO-Messverfahren, weil ihr Betriebsverhalten gut verstanden, ihr Kalibrierverfahren universell und ihr Driftverhalten vorhersagbar ist. Der Mechanismus ist elektrochemisch: Eine gasdurchlässige Membran lässt Sauerstoff aus dem Kulturmedium in einen Sensorkopf diffundieren, der eine Elektrolytlösung enthält. Im Innern werden die Sauerstoffmoleküle an einer Kathode (typischerweise Platin oder Gold) unter angelegter Spannung elektrochemisch reduziert und erzeugen dabei einen Strom, der direkt proportional zum Sauerstoffpartialdruck an der Membranoberfläche ist. Der Strom wird verarbeitet, gegen bekannte Referenzpunkte kalibriert (üblicherweise Nullsauerstoff und Luftsättigung) und in einen DO-Wert in Prozent oder mg/L umgerechnet, auf den der Bediener reagieren kann. Das Membranmodul ist jener Punkt, an dem polarographische Sonden Bestand haben oder versagen — und genau dort setzt die AppliSens DO₂ ihren ingenieurtechnischen Fokus.

Titan und PEEK – warum diese Materialien den Unterschied machen.

Die niedrige Drift und die lange Standzeit des AppliSens DO₂ sind das direkte Resultat zweier Konstruktionsentscheide.
Titan im Membranmodul liefert Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem chemischen Umfeld von Kulturmedien – organische Säuren während der Fermentation, Salze in Zellkulturpuffern, wiederholte Reinigungsmittel im CIP – sowie Dimensionsstabilität durch die Temperaturzyklen wiederholter SIP- und Autoklavierroutinen. Generische polarographische Sonden mit Membranmodulen aus Edelstahl oder Polymer altern unter denselben Bedingungen messbar schneller.
PEEK in der Trägerstruktur bringt die chemische Inertheit, die für den direkten Kontakt mit Bioprozessmedien nötig ist, kombiniert mit der mechanischen Festigkeit, die wiederholte Handhabungs- und Einbauzyklen aushält.
Zusammen erzeugen Titan und PEEK das Driftprofil, das den AppliSens DO₂ zu einem langfristigen Messgerät macht statt zu einem wiederkehrenden Verbrauchsteil. Die durchgehend elektropolierte Oberfläche dieser Materialien sorgt zusätzlich für optimale Reinigbarkeit – Biofilme, Proteinablagerungen und Salzkrusten haften schlechter auf der polierten Fläche und lassen sich mit kürzeren, weniger aggressiven Reinigungsprotokollen entfernen.

WORKFLOW

Vom Anschluss zur DO-Messung – der Workflow des AppliSens DO₂.

Der AppliSens DO₂ läuft in drei Phasen.

Installieren. Der AppliSens DO₂ wird über den Standard-K9-Analogeingang mit dem Applikon-Controller verbunden – das polarographische nA-Signal geht direkt in den DO-Kanal von Livit Flex, ez2-Control, my-Control und in-Control, ohne dass ein Treiber aktiviert werden muss. Einbau über den Sensorport des Bioreaktors; das Gefäss kann mit eingebautem Sensor autoklaviert werden, wenn die Kampagne dies verlangt.

Kalibrieren. Standardmässige Zweipunkt-Kalibrierung über die Controller-Oberfläche – Nullsauerstoff-Referenz (typisch N₂-begast) und luftgesättigte Referenz – legt das Arbeitssignal fest. Die Architektur des Titan-Membranmoduls liefert eine stabile Kalibrierbasis, die über lange Kampagnen hält; die Kalibrierhistorie wird im Batch Record des Controllers zusammen mit den übrigen Prozessdaten protokolliert.

Messen. Die DO-Daten werden während des gesamten Versuchs in Echtzeit auf der Controller-Oberfläche übertragen. DO-Regelkreise laufen gegen die definierten Sollwerte; Kalibrierhistorie und Sensordiagnose werden auf derselben Bedienoberfläche angezeigt, die auch Dosierung, Temperatur, Rührwerk und Feed steuert. Die DO-Daten lassen sich an Lucullus PIMS oder ein OPC-UA-angebundenes SCADA-System zur Datenverwaltung übergeben.

Warum den AppliSens DO₂ einsetzen?

Bewährte polarographische Messung nach Clark-Elektrode – das etablierte elektrochemische Prinzip zur Sauerstoffmessung, mit AppliSens-nativer Integration in den Applikon-Controller-Stack.
Titan-Membranmodul-Architektur – minimale Langzeitdrift, stabiles Signal über lange Kultivierungskampagnen und das Robustheitsprofil, das polarographische DO-Messung in langen Säugerzell-, Stammzell- und Fermentationsläufen braucht.
Konstruktion aus Titan und PEEK, durchgehend elektropoliert – autoklaven-, SIP- und CIP-tauglich, mit optimaler Reinigbarkeit über wiederholte Sterilisationszyklen.
Native Applikon-Integration – der K9-Analogeingang an Livit Flex, ez2-Control, my-Control und in-Control liest das polarographische nA-Signal direkt; kein externer Transmitter, keine separate Sensor-Management-Software.
AppliSens-native Sensorbank – ausgelegt für den Betrieb zusammen mit AppliSens pH+ (elektrochemische pH-Messung) und AppliSens LumiSens (optische DO₂-Messung); ein gemeinsamer Kalibrier-Workflow und ein konsolidierter AppliSens-Servicevertrag aus einer Hand.
Skalenspanne vom Labor bis zur Produktion – Prozessentwicklung vom Sub-100-mL-Screening bis zur Mehrliter-Produktion, auf derselben Sensor-Architektur über die gesamte Skala.

Der polarografische Sensor mit AppliSens-Genauigkeit.

Der AppliSens DO₂ ist der polarographische DO-Sensor, für den sich die meisten Labors entscheiden, wenn sie bewährte Clark-Elektroden-Messung wollen, ohne die AppliSens-Familie zu verlassen – derselbe Controller, dieselbe Bedienoberfläche, dieselbe Validierungskette, derselbe Servicevertrag. Das Titan-Membranmodul liefert ein Langzeit-Driftprofil, das generische polarographische Sonden nicht erreichen. Die Konstruktion aus Titan und PEEK mit durchgehend elektropolierten Oberflächen hält wiederholten SIP- und CIP-Zyklen stand, und die AppliSens-Architektur eliminiert den Integrationsaufwand, der bei Multi-Vendor-Sensorinstallationen anfällt. Nativer K9-Analogeingang an Applikon Livit Flex, ez2-Control, my-Control und in-Control – und ausgelegt für den Einsatz neben AppliSens pH+ (elektrochemische pH-Messung) und AppliSens LumiSens (optische DO₂-Messung) am selben Controller, mit demselben Kalibrier-Workflow und demselben Servicevertrag.

Ein DO-Sensorwechsel ist selten nur ein Sensorwechsel – er landet in einem bestehenden Controller-Stack, in einer bestehenden Kalibrierkadenz und in einem bestehenden Servicevertrag, und die Integrationsarbeit entscheidet, ob das Upgrade am Ende wirklich liefert. Der AppliSens DO₂ fügt sich in den bestehenden AppliSens-Stack ein, statt das Labor zu zwingen, einen parallelen aufzubauen.
Resea Biotec ist der offizielle Schweizer Applikon-Distributor und zertifizierte Servicepartner — mit Sitz in Recherswil, betreuen wir Kunden in der Schweiz mit lokalem technischem Support und Vor-Ort-Service.

Sprechen Sie mit unserem Team: Wir spezifizieren die passende AppliSens-DO₂-Konfiguration für Ihren Bioreaktor, planen die Integration in Ihre bestehende Applikon-Controllerflotte, beraten zum Kalibrier-Workflow (Nullsauerstoff-Referenz und luftgesättigte Referenz) für Ihr Kampagnenprofil und bleiben über die gesamte Lebensdauer des Sensors für Applikations- und Wartungsfragen ansprechbar. Ob Sie eine lange Säugerzellkultur-Kampagne auf bewährter polarographischer Messung standardisieren, eine AppliSens-native Sensorbank mit pH+ und LumiSens daneben aufbauen oder einen Fermentationsprozess umstellen, bei dem die Membranhaltbarkeit über lange Kampagnen zählt – wir helfen Ihnen, die richtige Kombination Ende zu Ende zu spezifizieren.

Kontaktieren Sie

AppliSens DO₂-Sensor – polarographischer Gelöstsauerstoffsensor für Bioreaktoren

Einblick in den AppliSens DO₂ Sensor.

Mit Exzellenz und Erfahrung entwickelt.

Einfache Inbetriebnahme mit fortschrittlicher Prozesssteuerung.