Archimedes ist ein innovatives Hochleistungssystem, welches das Verfahren der Resonanz-Massenmessung einsetzt, um Partikel im Größenbereich von 50 nm – 5 µm zu erkennen, zu zählen und deren Masse und Größe zu messen. Archimedes ist speziell für die quantitative Messung von Proteinaggregaten im Bereich von 100 nm – 1 µm und darüber hinaus ausgelegt. Dieses Gebiet ist für die Immunogenität und Produktsicherheit von besonderer Bedeutung.

Zentraler Bestandteil von Archimedes ist ein Sensor mit Mikrosystem-Technologie (Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS), der hochempfindliche, zuverlässige und reproduzierbare Messungen von einzelnen Aggregaten nacheinander ermöglicht. Des Weiteren kann Archimedes Informationen zu Probenkonzentration, Viskosität, Polydispersität, Dichte und Volumen bereitstellen und proteinartige Partikel mit negativem Auftrieb von kontaminierenden Silikonöltropfen mit positivem Auftrieb unterscheiden.

Gemessene Parameter:

  • Partikelanzahl.
  • Partikelgröße.
  • Auftriebsmasse der Partikel.
  • Trockenmasse der Partikel.
  • Partikeldichte.
  • Partikeloberfläche.
  • Probenvolumen.
  • Probenkonzentration (Partikel/ml).
  • Probendichte.

Wesentliche Vorteile:

  • Ideal für die Herstellung und Entwicklung von Biopharmazeutika.
  • Einzigartige und exakte Zählung von Partikeln im Größenbereich von 50 nm – 5 µm.
  • Herausragende Empfindlichkeit: Messung von Partikelmassen bis zu 450 ag.
  • Äußerst genaue Partikelgrößenmessung von 50 nm – 5 µm.
  • Ausgezeichnete Größenauflösung; < 20 nm bei einem Durchmesser von 1 µm.
  • Geringer Probenverbrauch: nur 100 µl.
  • Unterscheidung von Partikeln mit negativem und positivem Auftrieb.
  • Messung von Proben mit hoher Konzentration (bis zu 109 Partikel/ml) und hoher Viskosität (bis zu 50 cP).
  • Schnelle, NIST-konforme Kalibrierung.
  • Ergebnisse mit hoher Reproduzierbarkeit.
  • Intuitive und flexible ParticleLab-Software.

Archimedes verwendet das Verfahren der Resonanz-Massenmessung zur Zählung und Charakterisierung von Partikeln. Das Herzstück von Archimedes ist ein MEMS-Sensor (Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS). Zwei Sensortypen: Für unterschiedliche Anwendungen stehen der Mikrosensor und der Nanosensor zur Verfügung. Jeder Sensor besteht aus einem Mikrofluidik-Netzwerk und einem Kantilever (ähnlich der Messnadel eines Elektronenmikroskopes), der bei einer spezifischen Frequenz in Resonanz schwingt. In diesen Kantilever ist ein Mikrofluidik-Kanal eingebettet. Während die Probe durch das hochentwickelte Fluidiksystem des Archimdes transportiert wird, verändert sich die Resonanzfrequenz des Kantilever. Diese Änderung der Resonanzfrequenz wird durch einen Laser gemessen, der auf die Spitze des Kantilever fokussiert ist, und dann an einen Split-Photodiodendetektor übertragen wird.

Jedes Partikel, das durch den Sensor transportiert wird, verursacht eine Änderung der Resonanzfrequenz, sodass eine exakte und präzise Messung der Auftriebsmasse des Partikels in der Probe – positiv oder negativ – erfolgt. Aus dieser Messung werden Masse, Äquivalentkugeldurchmesser und Oberfläche des Partikels berechnet. Zusätzlich werden bezogen auf das Gesamtsystem Probenkonzentration, Dichte, Volumen und Polydispersität bestimmt.

Archimedes arbeitet mit der Software ParticleLab, einer flexiblen und vielseitigen Software für die Gerätesteuerung sowie die Bearbeitung und Darstellung von Daten. ParticleLab ist unkompliziert und intuitiv, ermöglicht eine präzise Gerätesteuerung und -justierung und verfügt über eine Reihe von Datenverarbeitungsfunktionen.

Archimedes ermöglicht die einfache und schnelle Messung zahlreicher Parameter auf Grundlage der Prinzipien der Resonanz-Massenmessung.

Messparameter 1: Partikelgröße

Messbereich:
50nm* - 5µm.
Messgenauigkeit:
Besser als +/-1 % für NIST-konforme Latexstandards.
Präzision / Wiederholbarkeit:
Besser als +/-1 % für NIST-konforme Latexstandards.
Auflösung:
Besser als +/- 20 nm bei 1 µm, Polystyrolkugeln in H2O.

Messparameter 2: Auftriebsmasse der Partikel

Untergrenze Erkennung:
450 ag.
Messgenauigkeit:
Besser als +/-3 % für NIST-konforme Latexstandards.
Präzision / Wiederholbarkeit:
Besser als +/-3 % für NIST-konforme Latexstandards.

Messparameter 3: Partikelzählung/Probenkonzentration

Messbereich:
104 Partikel/ml – 109 Partikel/ml.
Messgenauigkeit:
Besser als +/-10 % für NIST-konforme Latexstandards.
Präzision / Wiederholbarkeit:
Besser als +/-5 % für NIST-konforme Latexstandards.

Messprinzip: Resonanzmassenmessung.

Gezogenes Probenvolumen:
100 µl.
Gemessener Volumenbereich der Probe:
10 nl – 10 µl.
Viskositätsbereich der Probe:
< 1 cP –100 cP
Genauigkeit der Fluiddichte:
< 0,002 g/cm³ für Dichtewerte im Bereich von 0,8 g/cm³ – 1,2 g/cm³.
Patente:
US 8087284 B2.
Lichtquelle:
Laser 685 nm, 35 mW.

Gewicht und Abmessungen

Abmessungen (B, T, H):
610 mm x 585 mm x 305 mm.
Gewicht:
23,6 kg.
Versorgung:
110 V oder 220 V

Betriebsumgebung

Temperatur:
18 °C – 25 °C.
Luftfeuchtigkeit:
35 % – 80 % (nichtkondensierend)
*:
Probenabhängig

Für das Archimedes ist eine kleine Auswahl Zubehör und Verbrauchsmaterialien verfügbar, die die Flexibilität und Anwenderfreundlichkeit des Systemes noch erhöhen.

Archimedes

Kalibrierungsstandards

NIST-konforme monodisperse Kalibrierungsstandards für den Mikro- und den Nanosensor

Image

Zwei Typen des NIST-konformen Standards, je einer für den Hi-Q-Mikro- und -Nanosensor des Archimedes.

Weitere Informationen

Sensoren

Das Herzstück des Archimedes

Image

MEMS-Sensoren (Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS) sorgen für die zentrale Funktionalität von Archimedes und ermöglichen die Resonanzmassenmessung von Partikeln.

Weitere Informationen

Für den Einsatz mit Archimedes sind zwei Typen von Glasgefäßen mit Schraubverschluss – Kapazität 20 ml und 40 ml – verfügbar. Bei Verwendung der vorgesehenen Gefäßdichtungen wird ein genauer Passsitz mit dem Gerät hergestellt, sodass der Druck im gesamten Fluidiksystem von Archimedes erhalten bleibt.

  • Glasgefäße mit Schraubverschluss, 20 ml und 40 ml.
  • Gefäßdichtungen sorgen für druckdichten Sitz.
  • Die Gefäße müssen nur handfest geschraubt werden.
  • Für den Passsitz von Fluidikleitungen an Referenz- und Abfallflaschen sind zusätzliche Dichtungen erhältlich.
  • Um kleinere Probenvolumina in 20-ml-Gefäßen zu analysieren, können Einsätze wie beispielsweise Eppendorf-Tubes verwendet werden.
  • Eine Probe kann direkt über eine in einem 40-ml-Gefäß platzierte Spritze entnommen werden.
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Für die Verwendung mit Archimedes werden deuteriertes Wasser und eine spezielle Reinigungslösung angeboten. Deuteriertes Wasser sorgt für ein Fluiddichtegefälle im Fluidiksystem von Archimedes und sollte für den Optimalbetrieb des Systems zuvor mit deionisiertem Wasser gemischt werden. Das Reinigungsmittel ist dafür vorgesehen, die Sensoren und das interne Fluidik-Netzwerk des Geräts zu reinigen, wenn Archimedes für die Messung von Proteinlösungen eingesetzt wird.

  • Das anwendungsfertige, langlebige Reinigungsmittel entfernt hartnäckige Ablagerungen und Fremdkörper in Sekundenschnelle.
  • Das deuterierte Wasser wird in kleinen Mengen verwendet, um das Dichtegefälle in Archimedes bereitzustellen und dafür zu sorgen, dass der Probenstrom in die erforderliche Richtung fließt.
  • Einfacher und intuitiver Gebrauch mit Archimedes.
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