主题：我公司想要用红外光谱检测来控制生物发酵生产过程,能否行的通,如果能,那又该从哪些方面去着手,请专家老师赐教,谢谢.

红外光谱在生物发酵生产过程中可用于反应动力学和反应条件优化研究。<br>
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下面的这篇文章希望对您会有所帮助。<br>
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生物反应过程培养液成分在线检测技术进展<br>
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蹇华丽  吴振强  梁世中<br>
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(华南理工大学食品与生物工程学院  广州  510640)<br>
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摘要  本文讨论目前常用的几种生物反应过程培养液成分在线检测技术，包括原位及非原位在线检测技术，如红外光谱技术、荧光检测技术、生物传感器检测等；并对各种检测技术的优缺点和研究状况。<br>
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关键词  培养液，成分，在线检测<br>
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On-line measuring of media components in bioprocess<br>
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JIAN Hua-Li, WU Zhen-Qiang, LIANG Shi-Zhong<br>
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(College of F00d & Biotechnology Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,P.R.China)<br>
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Abstract  Several techniques for on-line measuring of media components were discussed. It included in-situ & out-situ on-line measuring techniques, such as infrared spectrum technique, fluorescence analysis, biosensing technique et al. Their research evolution and application process were overviewed.<br>
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Key words  media, component, on-line measuring<br>
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    生物反应过程培养液的特点是组成复杂，有生物活性，且通常气、固、液三态并存，其组分和含量具有时变性，同时培养过程需保证密封和无菌。在线检测化学组分的浓度对了解生物的生长规律和优化生产过程极为重要，但由于培养液体系自身的特点造成在线检测比较困难，所以在实际过程分析中，多使用操作繁琐、费时费力的离线化学分析。近几年，随仪器和数据处理技术的迅速发展，对生物反应培养液成分在线检测的研究逐渐深入，有不少先进高效的技术开始用于生化过程检测。<br>
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1  原位在线检测的技术<br>
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1.1  红外光谱技术<br>
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    很多物质对红外线都有一定的吸收能力，且不同物质有不同特征吸收波段。红外线被吸收的数量与吸收介质的浓度有关，当其通过待测介质后，其强度按指数规律减弱，符合朗伯-比尔定律。将光源的连续谱辐射全部投射到被测样品上，根据样品吸收辐射能的情况来判定被测成分的含量，目前在工业连续分析中应用较多。一直以来，原位过程监测中红外光的传递和高性能红外探头的研制是难以解决的问题。近几年通过研究取得了巨大的突破，如借助光路系统或光导纤维来传递红外光，利用衰减全反射(ATR)原理，采用多次反射复合金刚石、锆等材料制做的红外探头[1]，可适用于包括水溶液或其它强红外吸收溶剂、固体粉末或红外强吸收的样品，红外光进入样品的光程恒定，样品只要与全反射晶体材料紧密贴合即可。1992年，Kun Yu等[2]用在线ATR探头跟踪了蔗糖水解、大肠杆菌发酵等过程，从蔗糖水解过程的红外谱图的变化，可清楚地看到蔗糖吸收峰的吸光度下降，葡萄糖和果糖吸收峰的吸光度增加，亦能判断完全水解所需要的时间，显示出ATR/FTIR用于在线控制过程的优势。<br>
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1.2  荧光检测技术<br>
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    荧光检测可分为酶键合标记法、直接荧光测量法、荧光试剂测量法[3]。<br>
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    酶键合标记法采用专一性强的键合剂，根据标记与非标记物在键合中心的竞争性反应，测定由键合剂置换下来的溶液含量，由此测知代谢中间物或基质的含量。当采用荧光标记物时，就可以用荧光分析法进行测定。此种测定法多用光导纤维探头。二股光导纤维中的一股用来传输激发用的紫外光，另一股用来接收并传输测定室内(含有荧光标记物、待测物及被固定于光纤表面的键合剂)激发出的荧光，荧光经滤光片后由光敏器件接收，根据光强即可测知待测液中代谢物的浓度。<br>
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    直接荧光测量法适用于测量自身能够受激发发生荧光的物质，可不加试剂直接在激发光照射下进行比色，由于一定的荧光物质只能吸收一定频率的光，而且能产生荧光的物质发出的荧光波长也不尽相同，因而只要控制激发光和荧光单色器的波长，便可得到好的选择性结果，仪器安装在培养液面下的反应器视镜上，激发光源经滤色片照射到培养液上，待测物产生荧光，荧光强度由光电倍增管测量，反射的激发光及其它波长的荧光在通过滤色片时被滤去。<br>
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    荧光试剂测量法适用于不能直接受激发出荧光，但具有与荧光素/荧光素酶产生光发射特征的物质。Lasko等[4]将 cDNA(控制荧光素酶合成)插入大肠杆菌的基因中，使其能合成荧光素酶。当往培养基中加入荧光素时，胞内ATP与荧光素在荧光素酶的催化下发生反应，并产生荧光。因荧光强度与ATP浓度有关，所以经验检测荧光可知ATP浓度。<br>
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1.3  离子敏场效应晶体管传感技术<br>
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    是利用离子敏感薄膜或生物活性功能膜代替金属构成的新型有源半导体化学敏感器件。它与普通的场效晶体管的不同之处在于前者没有金属栅电极，栅极介质裸露或在其表面上覆盖对不同离子敏感的膜。当将器件置于待测溶液中时，栅介质(或离子敏感膜)直接与待测溶液接触。传感器对离子活度的响应可由栅介质与电解液界面处的电化学势对阈电压的影响来说明: VT=C+S×lgai。式中VT为阈电压，C为常数，S为离子敏场效应晶体管的灵敏度，ai为待测离子的活度。当参比电极及晶体管的其它参数恒定时，则阈值电压与待测离子活度的对数呈线性关系。<br>
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2  非原位在线检测技术<br>
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    生化过程的测控通常要求不能污染被测系统，许多传感技术由于不符合此条件或者其他方面的原因而不能用于原位监测，因此需要把发酵液样品连续自动地从发酵罐中取出，然后对样品进行自动分析。目前所有取样技术中应用最广泛的是流动注射分析技术(FlA)，因其消耗样品量极少且可与多种检测方法相结合运用[5]。有时为了选择性地从物系内取样分析，常在取样品上设置连续过滤或渗析装置，如硅管探头允许分子在培养液中进行选择性扩散，因而可以在反应器外分析物质的组成。取样后对