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製品ガイド ・ 培養モニタリング

ラマン分光モニタリング

ラマン分光モニタリングは、培養液や工程液にレーザー光を照射し、分子由来の散乱光を解析することで、培養中の成分や状態をリアルタイムに推定するモニタリング技術です。

主な用途
培養モニタリング・PAT・リアルタイム推定・非破壊測定
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掲載メーカー28社Endress+Hauser / Kaiser Raman・Sartorius・Bruker ほか
掲載製品56製品7つの種類に分けて掲載
使う工程12工程細胞株開発・クローン選抜・シードトレイン・小型培養装置
関連モダリティ14種抗体医薬・ADC・二重特異性抗体

要点

メーカーと製品

28社・56製品
プロセスラマン分析計8製品
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn4 Analyzer製造・プロセス環境向けのラマン分析計。in situリアルタイム測定と制御に使われ、自己診断・自己校正機能を備える。公式サイト
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn2 Analyzer研究、初期プロセス開発、スケールアップでのin situ分析向けラマン分析計。ベンチトップまたは移動式カート構成で使われる。公式サイト
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn5 Analyzer製造プロセスや品質管理向けのラマン分析計。用途に応じてプローブや流路と組み合わせる。公式サイト
SartoriusBioPAT Spectro RamanQbDを支援するラマン分光プラットフォーム。自動データ取得とデータ統合により、バイオプロセスのリアルタイムモニタリングに使われる。公式サイト
BrukerRaman Process産業プロセス向けのインライン分子分析用ラマンソリューション。リアルタイム・非侵襲モニタリングで品質最適化に使われる。公式サイト
Mettler-ToledoReactRaman 802Lin situラマン分光装置。反応や晶析の進行をリアルタイムにモニタリングする用途で使われる。バイオプロセス用途では適合性確認が必要。公式サイト
Tornado Spectral SystemsTornado Raman SystemsHigh Throughput Virtual Slit技術を用いたラマン分光システムを展開。Sartorius BioPATやAmbrとの統合ソリューションが案内されている。公式サイト
Kaiser Optical Systems / Endress+HauserKaiser Raman Technologyバイオプロセス、化学プロセス、製造環境向けのラマン分光技術。現在はEndress+Hauserの光分析ポートフォリオに含まれる。公式サイト
残りの48製品を見る
ラマンプローブ・フローセル8製品
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn-10 Probe製品・プロセス開発向けのコンパクトなラマンプローブ。交換式光学系により、液体・固体など多様なサンプルに対応する。公式サイト
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn-45 Probeバイオプロセスや液体プロセスのin situ測定に使われるラマンプローブ。培養槽やプロセスラインへの接続で使われる。公式サイト
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Rxn-46 Probeバイオプロセス・製造環境でのin situ測定に関係するラマンプローブ。用途に応じて選定する。公式サイト
Endress+Hauser / Kaiser RamanRaman Flow Cell低濁度・低容量の流体サンプル向けフローセル。下流工程でのタンパク質濃度、バッファ、製品CQAなどのリアルタイムモニタリングに使われる。公式サイト
SartoriusBioPAT Spectro Probes / Raman IntegrationAmbrやBiostat STRなどとのラマン測定統合に使われるプローブ・接続構成。公式サイト
Tornado Spectral SystemsRaman Probes / Bioprocess Integrationバイオプロセス・Ambr・Sartorius BioPATとの統合で使われるラマンプローブ/測定構成。公式サイト
Mettler-ToledoRaman Probes for ReactRamanReactRamanと組み合わせるin situラマンプローブ。反応・晶析モニタリングで使われる。公式サイト
BrukerProcess Raman Probes産業プロセス向けラマンプローブ。インライン・オンライン測定に使われる。公式サイト
バイオリアクター・PAT統合8製品
SartoriusBioPAT Spectro Raman with AmbrAmbrなどの小型並列培養装置でラマンデータを取得し、プロセス開発やモデル構築に使われる構成。公式サイト
SartoriusBioPAT Spectro Raman with Biostat STR製造スケールのBiostat STRなどと組み合わせ、ラマンモデルをスケール間で活用するための構成。公式サイト
SartoriusAmbr 15 / Ambr 250ラマンモデル構築や培地・フィード条件比較に使われる並列培養装置。公式サイト
SartoriusBiostat STRシングルユースバイオリアクター。BioPAT SpectroやPAT製品と組み合わせて本培養モニタリングに使われる。公式サイト
EppendorfBioFlo 120 / BioFlo 320ベンチトップバイオリアクター。ラマンプローブを用いたプロセス開発やモデル構築の対象になる。公式サイト
CytivaXcellerex XDRシングルユースバイオリアクター。ラマンやPATとの連携により本培養状態をモニタリングする対象になる。公式サイト
Thermo Fisher ScientificHyPerforma / DynaDrive Bioreactorsシングルユースバイオリアクター。ラマンプローブやPATと組み合わせて培養状態を監視する。公式サイト
Endress+HauserRaman Rxn with Bioprocess EquipmentRaman Rxn分析計・プローブを各種バイオリアクターやプロセスラインへ接続して使う構成。公式サイト
データ解析・ケモメトリクス8製品
SartoriusBioPAT Spectro Software / Data Integrationラマンデータ取得と統合に関係するBioPAT Spectroのソフトウェア機能。QbDやモデル移管に使われる。公式サイト
Endress+HauserRaman Data Analysis / Kaiser Software関連Raman Rxnシリーズで取得したスペクトルの管理・解析に関係するソフトウェア群。公式サイト
Mettler-ToledoiC Raman SoftwareReactRaman用のデータ取得・解析ソフトウェア。反応・プロセスモニタリングに使われる。公式サイト
BrukerOPUS / Raman SoftwareBrukerラマン装置のデータ取得・スペクトル解析に使われるソフトウェア。公式サイト
CAMO Analytics / AspenTechUnscrambler分光データの多変量解析、PLS回帰、PCA、ケモメトリクスモデル構築に使われるソフトウェア。公式サイト
Eigenvector ResearchPLS_Toolbox / SoloMATLABベースまたはスタンドアロンのケモメトリクス解析ソフト。スペクトルモデル構築で使われる。公式サイト
Umetrics / SartoriusSIMCA多変量解析、PCA、PLS、プロセスデータ解析に使われるソフトウェア。PATやQbDで使われる。公式サイト
TetraScienceScientific Data Cloud分析装置やプロセス装置のデータを統合・標準化するクラウドデータ基盤。ラマンデータ管理にも関係する。公式サイト
オフライン分析・教師データ取得8製品
Nova BiomedicalBioProfile FLEX2グルコース、乳酸、グルタミン、アンモニア、pH、ガス、浸透圧などを測定し、ラマンモデルの教師データに使われる。公式サイト
Roche CustomBiotechCedex Bio Analyzerグルコース、乳酸、アンモニアなどの培地成分測定に使われる。ラマンモデル構築の参照値として使われる。公式サイト
Roche CustomBiotechCedex HiRes Analyzer細胞数・生存率・細胞径などを測定し、細胞密度モデルの教師データとして使われる。公式サイト
Beckman Coulter Life SciencesVi-CELL BLU細胞数・生存率測定に使われる自動セルカウンター。ラマンによるVCD推定の参照データになる。公式サイト
SartoriusOctet BLI Systems培養上清中の抗体やタンパク質濃度測定に使われるBLI装置。力価モデルの教師データに使われる場合がある。公式サイト
AgilentHPLC / UHPLC Systems力価、代謝物、品質分析の参照測定に使われるクロマトグラフィー装置。公式サイト
WatersUPLC / HPLC Systems代謝物、力価、糖鎖、品質分析に使われる。ラマンモデル構築の参照分析として関係する。公式サイト
908 DevicesREBEL Cell Culture Media Analyzerアミノ酸や培地成分の詳細分析に使われる。ラマンモデルの多成分教師データとして関係する。公式サイト
関連装置・周辺製品8製品
FlownamicsSeg-Flow S3 Automated Sampling Systemラマンモデル構築用のオフライン教師データ取得や分析装置連携に使われる自動サンプリング装置。公式サイト
SecurecellNumera / Lucullus自動サンプリング、分析装置連携、データ管理、フィード制御を組み合わせるバイオプロセス自動化プラットフォーム。公式サイト
Watson-MarlowPeristaltic Pumpsフィード制御やサンプル送液に使われるポンプ。ラマン予測値に基づく制御にも関係する。公式サイト
Masterflex / AvantorPeristaltic Pumpsフィード、サンプリング、分析装置への送液に使われるポンプ。公式サイト
SiemensSIMATIC / Opcenterバイオプロセス装置の制御、レシピ、データ記録、MES連携に使われるシステム。公式サイト
EmersonDeltaVDCSとしてバイオプロセス制御、フィード制御、データ記録に使われる。公式サイト
Rockwell AutomationPlantPAx / FactoryTalk製造設備制御、プロセスデータ管理、PAT連携に使われる。公式サイト
Thermo Fisher ScientificSampleManager LIMSラマンの参照分析データやプロセス分析結果を管理するLIMSとして関係する。公式サイト
保守・校正・バリデーション関連8製品
Endress+HauserRaman Service and SupportRaman Rxnシリーズ、プローブ、光ファイバー、プロセスラマン装置の保守・支援に関係する。公式サイト
SartoriusBioPAT Spectro Service / SupportBioPAT Spectro Raman、Ambr、Biostat、モデル移管、PAT支援に関係する。公式サイト
BrukerRaman Service and SupportBrukerラマン装置、プローブ、ソフトウェアの保守・支援に関係する。公式サイト
Mettler-ToledoReactRaman Service and SupportReactRaman、プローブ、iC Raman、反応モニタリング装置の保守・支援に関係する。公式サイト
Tornado Spectral SystemsRaman SupportTornado Ramanシステム、Sartorius BioPAT/Ambr統合構成の支援に関係する。公式サイト
CAMO / AspenTechChemometrics Supportケモメトリクス、PLS/PCA、多変量解析モデル構築支援に関係する。公式サイト
Eigenvector ResearchChemometrics Training and SupportPLS_ToolboxやSoloを用いた分光データ解析・モデル構築支援に関係する。公式サイト
TetraScienceData Integration Supportラマンを含む分析装置・プロセス装置データの統合、標準化、データ管理に関係する。公式サイト
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用途・特徴

細胞培養では、グルコース、乳酸、グルタミン、グルタミン酸、アンモニア、細胞密度、場合によっては力価や製品関連指標などを、ラマンスペクトルからモデル推定する目的で使われます。サンプルを毎回取り出して測定するオフライン分析とは異なり、プローブを培養槽に設置することで、非破壊・連続的に培養状態を追える点が特徴です。

ラマン分光モニタリングは、培養中の化学成分や培養状態をリアルタイムに把握するために使われます。主な用途は、グルコース、乳酸、グルタミン、グルタミン酸などの培地成分・代謝物の推定、細胞密度や生細胞密度の推定、力価や製品濃度のモデル化、培養異常の早期検出、フィード制御、スケールアップ時の工程比較などです。

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従来のバイオプロセス分析計では、サンプルを採取してオフラインまたはアットラインで測定します。ラマン分光では、培養槽に挿入したプローブやフローセルを通じてスペクトルを取得するため、サンプリング頻度を高めやすく、手動サンプリングの作業負荷を減らせます。

使用方法

基本的には、ラマンプローブをバイオリアクターに設置し、培養中にスペクトルを取得します。そのスペクトルとオフライン分析値を対応づけて、目的成分を推定するモデルを作ります。

1ラマン分析計を準備する
2ラマンプローブやフローセルを選定する
3バイオリアクターへプローブを設置する
4滅菌、SIP、またはシングルユース接続の適合性を確認する
5培養中にラマンスペクトルを取得する
6同じタイミングでオフライン分析値を取得する
7スペクトルと分析値を対応づける
8グルコース、乳酸、細胞密度などの予測モデルを作る
9モデル精度を検証する
10培養モニタリングやフィード制御に活用する
実際の運用は、測定目的、培養槽、プローブ仕様、サンプリング頻度、オフライン分析の信頼性、モデル構築方法、GMP対応、データ管理によって変わります。

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掲載情報の確認日：2026年7月（メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください）