一分钟，“酵”你监测-近红外光谱(NIRS)分析技术

2021年12月07日 10:17 来源：上海恪瑞仪器科技有限公司

在紧张而又严肃的战疫过程中，生物制药再次成为医药行业人士关注的焦点。

发酵工艺是生物制药过程中的一项重点工作内容，具体是指利用微生物反应，在适宜的条件下，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢来合成一定产物的过程。

在现今工业化生产中，多种生物产品都是通过微生物发酵的方式生产。如：

◆ 不同类型的抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸、甾体激素、酶及酶抑制剂等。

◆ 新型的生理活性多肽和蛋白质类药物：胰岛素(治疗糖尿病)、干扰素(抗病毒、抗肿瘤)、红细胞生成素(治疗贫血)、生长激素(促进生长)等。

◆ 新型菌体制剂和疫苗。

微生物发酵是一个复杂的生化反应过程，实时监测整个发酵过程对了解微生物的生长规律和优化生产过程极为重要。发酵过程的控制旨在实时监测各项关键工艺参数，统计分析数据结果并反馈控制工艺过程，确保产品质量可靠且批间工艺一致，减少人为误差和废品几率，缩短生产周期及实时产品放行。

近红外光谱(NIRS)分析技术由于具有无需样品预处理、无需损坏样品、无需大量有机化学试剂、分析速度快、成本低、可多组分同时测定等众多优点,已成为一种广泛应用的绿色环保分析技术，非常适合发酵过程实时监测的要求。

近红外光谱法(NIRS)测定步骤

以测定发酵液中氨基氮指标为例

01、收集足量样品并采集样品光谱

使用瑞士万通 DS2500 近红外光谱分析仪对321个发酵液样品进行分析，测得的321张可见-近红外光谱图如下所示。

02、采用传统化学分析方法测定样品指标

使用滴定法分别测定321个样品中氨基氮含量。

03、采用Vision软件建立定量分析模型

采用321个样品作为已知样品，建立如下氨基氮定量分析模型：

R²=0.9607，SEC=2.0137。

04、对未知含量的样品进行光谱扫描，运用模型测定样品指标具体含量

使用瑞士万通 DS2500 近红外光谱分析仪，一分钟快速测定发酵液中氨基氮含量，实现发酵过程实时监测。

采用近红外光谱(NIRS)分析技术，快速、方便、简洁，在建立稳健校准模型的基础上，可对发酵过程中任何阶段的多项指标进行快速实时监测，如：pH、菌浓度、效价、葡萄糖、还原糖、氨基氮等。

近红外光谱(NIRS)分析技术由于其在检测含氢有机物上的优势以及快速高效、绿色无污染等优点，正逐步替代复杂的理化检测方法，作为一项重要的过程分析技术而得到广泛的应用。

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