Phổ Raman trực tuyến để phân tích thời gian thực các thành phần trong môi trường lên men

Máy phân tích quy trình Raman trực tuyến JINSP RS2000/RS2000-4
Giám sát liên tục, trực tuyến tại chỗ của dịch lên men/nuôi cấy với phản hồi nạp liệu theo thời gian thực cho phép kiểm soát quy trình chính xác.

• Phản hồi nạp liệu theo thời gian thực cho kỹ thuật lên men và kỹ thuật tế bào;
• Giám sát đồng thời nhiều thành phần bao gồm nguyên liệu thô, giá trị OD và sản phẩm, với phản hồi theo thời gian thực để điều chỉnh phụ trợ.

Kỹ thuật lên men sinh học là một trong những thành phần quan trọng của kỹ thuật dược phẩm sinh học hiện đại, thu được các sản phẩm hóa sinh cần thiết thông qua quá trình phát triển của vi sinh vật. Quá trình phát triển của vi sinh vật bao gồm bốn giai đoạn: giai đoạn điều chỉnh, giai đoạn logarit, giai đoạn ổn định và giai đoạn suy giảm. Trong giai đoạn ổn định, một lượng lớn sản phẩm trao đổi chất tích tụ, đây cũng là giai đoạn mà hầu hết các phản ứng thu hoạch sản phẩm. Khi giai đoạn này kết thúc và bước vào giai đoạn suy giảm, cả hoạt động của vi khuẩn và độ tinh khiết của sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Do sự phức tạp của các phản ứng sinh học, khả năng lặp lại kém của các quá trình lên men và khó kiểm soát chất lượng, các phản ứng bất thường dễ xảy ra trong quá trình từ phòng thí nghiệm đến quy mô thí điểm và từ quy mô thí điểm đến sản xuất quy mô lớn. Làm thế nào để đảm bảo rằng các phản ứng lên men được duy trì trong giai đoạn ổn định trong một thời gian dài là một mối quan tâm đối với việc mở rộng quy mô của các quy trình kỹ thuật lên men.

Điều quan trọng là phải duy trì hàm lượng nguyên liệu thô, giá trị OD và sản phẩm để đảm bảo rằng các chủng vi khuẩn ở trạng thái phát triển mạnh mẽ và ổn định trong quá trình lên men. Sử dụng quang phổ trực tuyến để theo dõi các chỉ số trên của dịch lên men trong thời gian thực là một lộ trình kỹ thuật phù hợp để kiểm soát quá trình lên men sinh học: sử dụng nguyên liệu thô, giá trị OD và thay đổi sản phẩm làm chỉ số để nạp liệu và xác định trạng thái của các chủng vi khuẩn, và điều chỉnh việc nạp liệu kịp thời khi hàm lượng bất thường, có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất của quá trình lên men sinh học. Như hình dưới đây, một đầu dò quang học nhúng được chèn vào bên cạnh một bể lên men nhỏ để thu được tín hiệu chất lỏng lên men theo thời gian thực và cuối cùng theo dõi đồng thời nguyên liệu thô, giá trị OD và sản phẩm.

Nếu lấy mẫu ngoại tuyến và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của dịch lên men được sử dụng để kiểm soát quy trình, một mặt, kết quả phát hiện bị chậm trễ có thể bỏ lỡ cơ hội can thiệp nạp liệu và mặt khác, quá trình lấy mẫu có thể có tác động đến hệ thống lên men, chẳng hạn như ô nhiễm bởi các vi khuẩn tạp.