Les instruments de technologie analytique des procédés (PAT) sont généralement conçus pour les bioprocédés à grande échelle, ce qui laisse moins d’options de suivi en temps réel aux petites séries de production. À mesure que la taille des lots diminue sous l’effet de l’intensification des procédés et de la multiplication des thérapies plus personnalisées, cette lacune devient plus importante, en particulier pour mesurer la densité de cellules viables dans de petits récipients.
Des chercheurs de la Haute école spécialisée de Suisse orientale et de la Haute école des sciences appliquées de Zurich ont mis au point un capteur miniature de bioimpédance comme solution potentielle. L’appareil, à l’état de preuve de concept, présente une empreinte de 1 x 10 mm et fonctionne avec un volume utile de 25 µL. Lors d’essais avec des cellules d’ovaire de hamster chinois (CHO), ses mesures ont suivi de près les dénombrements cellulaires de référence.
L’équipe a mesuré l’impédance électrique sur une plage de fréquences allant de 10 kHz à 5 MHz. La limite de détection du capteur était d’environ 0,5 × 10⁶ cellules par millilitre, et la corrélation rapportée avec les dénombrements de référence était de R² = 0,92. Les chercheurs ont présenté les résultats lors de la réunion Eurosensors 2026, en précisant que ces travaux en sont encore à un stade précoce.
L’appareil utilise des électrodes en couches minces de platine fabriquées sur de la silice fondue et comporte deux canaux microfluidiques. Lors d’études de cultures fed-batch de CHO sur 14 jours, la puce a permis un suivi continu en at-line par l’intermédiaire d’un module externe. Les chercheurs s’emploient maintenant à tenir compte des changements du milieu de culture susceptibles d’influer sur le signal.
Les prochaines étapes comprennent le conditionnement de la puce sous forme de sonde d’insertion pour une utilisation directe en ligne dans un bioréacteur, ainsi que la mise au point de modèles de données multivariés. L’équipe recherche également des partenaires industriels pour contribuer à faire progresser le capteur vers une utilisation commerciale.