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一分鐘，“酵”你監測-近紅外光譜(NIRS)分析技術

點擊次數：4736 更新時間：2021-12-07

在緊張而又嚴肅的戰疫過程中，生物制藥再次成為醫藥行業人士關注的焦點。

發酵工藝是生物制藥過程中的一項重點工作內容，具體是指利用微生物反應，在適宜的條件下，依賴于微生物機體在反應器內的生長繁殖及代謝來合成一定產物的過程。

在現今工業化生產中，多種生物產品都是通過微生物發酵的方式生產。如：

◆ 不同類型的抗生素、維生素、氨基酸、核苷酸、甾體激素、酶及酶抑制劑等。

◆ 新型的生理活性多肽和蛋白質類藥物：胰島素(治療糖尿病)、干擾素(抗病毒、抗腫瘤)、紅細胞生成素(治療貧血)、生長激素(促進生長)等。

◆ 新型菌體制劑和疫苗。

微生物發酵是一個復雜的生化反應過程，實時監測整個發酵過程對了解微生物的生長規律和優化生產過程極為重要。發酵過程的控制旨在實時監測各項關鍵工藝參數，統計分析數據結果并反饋控制工藝過程，確保產品質量可靠且批間工藝一致，減少人為誤差和廢品幾率，縮短生產周期及實時產品放行。

近紅外光譜(NIRS)分析技術由于具有無需樣品預處理、無需損壞樣品、無需大量有機化學試劑、分析速度快、成本低、可多組分同時測定等眾多優點,已成為一種廣泛應用的綠色環保分析技術，非常適合發酵過程實時監測的要求。

近紅外光譜法(NIRS)測定步驟

以測定發酵液中氨基氮指標為例

01、收集足量樣品并采集樣品光譜

使用瑞士萬通 DS2500 近紅外光譜分析儀對321個發酵液樣品進行分析，測得的321張可見-近紅外光譜圖如下所示。

02、采用傳統化學分析方法測定樣品指標

使用滴定法分別測定321個樣品中氨基氮含量。

03、采用Vision軟件建立定量分析模型

采用321個樣品作為已知樣品，建立如下氨基氮定量分析模型：

R²=0.9607，SEC=2.0137。

04、對未知含量的樣品進行光譜掃描，運用模型測定樣品指標具體含量

使用瑞士萬通 DS2500 近紅外光譜分析儀，一分鐘快速測定發酵液中氨基氮含量，實現發酵過程實時監測。

采用近紅外光譜(NIRS)分析技術，快速、方便、簡潔，在建立穩健校準模型的基礎上，可對發酵過程中任何階段的多項指標進行快速實時監測，如：pH、菌濃度、效價、葡萄糖、還原糖、氨基氮等。

近紅外光譜(NIRS)分析技術由于其在檢測含氫有機物上的優勢以及快速高效、綠色無污染等優點，正逐步替代復雜的理化檢測方法，作為一項重要的過程分析技術而得到廣泛的應用。