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【干货】你知道吗?光密度也可以在线测量!

【干货】你知道吗?光密度也可以在线测量!

在生物技术发酵和细胞培养过程中,细胞浓度的实时信息对于恒定的产品质量和更高的产量至关重要。

这些信息通常用于设定一个预先定义好的给料程序,用于确定培养终点以及当生长发生异常时及早发出警报。

事实证明背向散射光吸收方法能够在整个发酵过程中提供更加连续的扫描信息,尤其是当细胞浓度很高时的测量数据更可靠。

 

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发酵和细胞培养时的生物量密度(OD)通常是一个关键变量,主要因为它提供关于生长速率与/或产物组成的信息。

在生物反应器内测量浊度的好处有:

l  指示终点

l  指示异常生长条件

l  提高每批次的产量

l  给料更精确,节省成本

l  在线测量,降低人工成本

l  通过快速与连续监测细胞浓度,降低批次报废的风险

 

?  工艺条件

根据发酵液中的菌群浓度不同,要多次调节营养物质的给料程序;如工艺过程数据如下:

l  150L生产发酵罐,培养时间5

l  充氧速率:大约100~110 L/min

l  搅拌速度:300 /分钟

l  传感器位置:采用接近底部安装,以最大程度的减少气泡的干扰效应

 

?  梅特勒-托利多在线解决方案

梅特勒-托利多InPro 8100InPro 8200型在线传感器,采用的是背向散射测量技术,而不是基于光吸收的光密度测量技术,因此解决了高浓度时透光率低、检测信号弱的问题。

 

根据细胞对于NIR近红外光源的散射(反射)光进行测量,背向散射光的强度随着培养时间的进行而增加,这是因为当浓度升高时,更多的光被反射回来通过光纤到达检测器。

 

1以图示方式对这一原理进行了说明:

 

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图1:背向散射传感器工作原理

 

?  生产过程的数据比对

在将浊度传感器安装至发酵罐之前,使用浓度与光密度值已知的细菌悬浮液通过5点校准法对系统进行离线校准。

 

为了检验梅特勒-托利多系统的精确度,采用与原先相同的光度法设置再次将在线读数与传统式离线光密度测量结果进行了比较。

 

2中所示的在线与离线光密度值的比较结果,清晰地显示背向散射光技术具有令人信服以及卓越的性能。

 

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图2:培养过程中在线背向散射光系统与离线光密度值的对比

 

在整个发酵过程中,梅特勒-托利多在线测量与离线光密度参比测量一致性非常好。在高浓度条件下,信号也无任何损失

 

?  浊度测量OD的优点

梅特勒-托利多在线背向散射光系统由InPro 8100InPro 8200传感器与M800变送器组成,具有

以下优点:

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3InPro 8100浊度传感器和M800变送器

 

l  线性范围宽和实时响应,可更好地进行生物培养过程控制与终点确定;

l  和标准的实验室光密度测量具有极佳的相关性,轻松地进行过程自适应;

l  变送器操作直观方便,可根据应用调整校准流程。

 

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https://www.mt.com/cn/zh/home/products/Process-Analytics/turbidity-meter/turbidity-sensor.html

 

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王静
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