Gli strumenti di tecnologia analitica di processo (PAT) sono generalmente progettati per bioprocessi su larga scala, lasciando meno opzioni per il monitoraggio in tempo reale delle produzioni più piccole. Con la diminuzione delle dimensioni dei lotti dovuta all’intensificazione dei processi e alla diffusione di terapie più personalizzate, questa lacuna sta diventando più significativa, soprattutto per la misurazione della densità di cellule vitali all’interno di piccoli contenitori.
Ricercatori della Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale e della Scuola universitaria professionale di Zurigo hanno sviluppato un sensore miniaturizzato di bioimpedenza come possibile soluzione. Il dispositivo proof of concept ha un ingombro di 1 x 10 mm e funziona con un volume operativo di 25 µL. Nei test con cellule di ovaio di criceto cinese (CHO), le sue misurazioni hanno seguito da vicino i conteggi cellulari di riferimento.
Il gruppo ha misurato l’impedenza elettrica in un intervallo di frequenza compreso tra 10 kHz e 5 MHz. Il limite di rilevamento del sensore era di circa 0.5 × 10⁶ cellule per millilitro e la correlazione riportata con i conteggi di riferimento era R² = 0.92. I ricercatori hanno presentato i risultati all’incontro Eurosensors 2026, osservando che il lavoro è ancora in una fase iniziale.
Il dispositivo utilizza elettrodi a film sottile di platino realizzati su silice fusa e comprende due canali microfluidici. In studi di 14 giorni su colture CHO fed-batch, il chip ha dimostrato di poter effettuare un monitoraggio at-line continuo tramite un modulo esterno. I ricercatori stanno ora lavorando per tenere conto delle variazioni del mezzo di coltura che possono influenzare il segnale.
I prossimi passi comprendono il confezionamento del chip come sonda di inserimento per l’uso diretto in-line in un bioreattore e lo sviluppo di modelli di dati multivariati. Il gruppo sta inoltre cercando partner industriali che contribuiscano a portare il sensore verso l’impiego commerciale.