Kiểm soát chất lượng trong kỹ thuật lên men sinh học bởi JINSP RS2100/RS2100-4 Raman Analyzers

Giám sát trực tuyến hàm lượng glucose để cung cấp dinh dưỡng theo thời gian thực, đảm bảo quá trình lên men diễn ra suôn sẻ.

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 sinh hóa mong muốn thông qua quá trình sinh trưởng của vi sinh vật. Quá trình sinh trưởng của vi sinh vật bao gồm bốn giai đoạn: giai đoạn thích nghi, giai đoạn logarit, giai đoạn ổn định và giai đoạn chết. Trong giai đoạn ổn định, một lượng lớn các sản phẩm trao đổi chất tích tụ. Đây cũng là giai đoạn thu hoạch sản phẩm trong hầu hết các phản ứng. Một khi giai đoạn này bị vượt qua và bước vào giai đoạn chết, cả hoạt động của tế bào vi sinh vật và độ tinh khiết của sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Do tính phức tạp của các phản ứng sinh học, khả năng lặp lại của quá trình lên men kém và việc kiểm soát chất lượng gặp nhiều thách thức. Khi quá trình mở rộng quy mô từ phòng thí nghiệm lên quy mô thí điểm, và từ quy mô thí điểm lên sản xuất quy mô lớn, các bất thường trong phản ứng có thể dễ dàng xảy ra. Đảm bảo quá trình lên men được duy trì trong giai đoạn ổn định trong một thời gian dài là vấn đề được quan tâm nhất khi mở rộng quy mô kỹ thuật lên men.

Để đảm bảo chủng vi sinh vật duy trì ở giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ và ổn định trong quá trình lên men, việc duy trì hàm lượng các chất chuyển hóa năng lượng cần thiết như glucose là rất quan trọng. Sử dụng quang phổ trực tuyến để giám sát hàm lượng glucose trong dịch lên men theo thời gian thực là một phương pháp kỹ thuật phù hợp để kiểm soát quá trình lên men sinh học: lấy sự thay đổi nồng độ glucose làm tiêu chí bổ sung và xác định trạng thái của chủng vi sinh vật. Khi hàm lượng giảm xuống dưới ngưỡng đặt trước, việc bổ sung có thể được thực hiện kịp thời dựa trên kết quả giám sát, giúp nâng cao đáng kể chất lượng và hiệu quả của quá trình lên men sinh học. Như thể hiện trong sơ đồ dưới đây, một nhánh phụ được vẽ từ một bể lên men nhỏ. Đầu dò quang phổ thu nhận tín hiệu dịch lên men theo thời gian thực thông qua một bể tuần hoàn, cuối cùng cho phép phát hiện nồng độ glucose trong dịch lên men xuống thấp tới 3‰.

Mặt khác, nếu sử dụng lấy mẫu ngoại tuyến dịch lên men và xét nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiểm soát quá trình, kết quả phát hiện chậm trễ có thể bỏ lỡ thời điểm tối ưu để bổ sung. Hơn nữa, quá trình lấy mẫu có thể ảnh hưởng đến hệ thống lên men, chẳng hạn như nhiễm vi khuẩn lạ.

Đề xuất sản phẩm: Máy phân tích Raman trực tuyến laser JINSP RS2100 1064nm và máy phân tích 4 kênh RS2100-4.