主题：【原创】生物过程分析仪在发酵调控中的应用

发酵过程分析仪
    为了得到品质优良、性能高效的产品，需要对其培养过程进行连续不间断的监测，并对在培养过程中出现的各种可能的问题加以控制和解决。而发酵过程是时变、非线性、强耦合的复杂生化过程，同时离线测量生化参数耗时长，难以及时控制发酵过程，这给实时检测培养过程中的重要生化参数带来巨大困难，因此生物传感器技术作为动物细胞培养过程关键生化参数检测不可或缺的手段，能有效克服这一不足。动发酵过程的控制优化是维系生产目标实现的关键手段，只有在线实时的对物理参数的变化、细胞代谢、营养产物的生成、目标产物浓度的变化进行监控和分析，才能有效地进培养过程的控制，达到产品优质、高效生产的目的。
            一般的生物过程参数分为物理参数、物理化学参数、化学参数和生物学参数。化学参数有：底物浓度（葡萄糖、乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、氨、钠和钾等）、中间代谢产物浓度和产物浓度等，生物学参数有：活细胞浓度、氧吸收速率(Oxygen Uptake Rate, OUR)、二氧化碳释放速率(Carbon Dioxide Excretion Rate, CER)、呼吸熵(Respiratory Quotient, RQ)等。 
          目前检测培养基底物浓度的常见方法有高效液相色谱法、化学滴定、生化分析仪等方法。这些方法一般存在以下缺点，第一检测时间长，培养液成分复杂，用液相作为培养过程监控的手段耗材成本高，时间成本更高；第二，用化学滴定的方法存在特异性差，重复性差，耗费时间等缺点，第三传统的生化分析仪检测时间短，特异性强，但是对于生产和科研，培养基组分复杂，原料存在批次间不稳定等问题，背景色的干扰会导致检测结果呈非线性，重复性差、而且总体灵敏度和准确度较低，并且生化试剂寿命有次数和时间的限制，单次检测成本高昂。
    西尔曼发酵过程分析仪 

深圳西尔曼科技最新推出的发酵过程分析仪基于酶电极法—固定化酶膜技术，具有检测时间快（反应时间只需20秒）、昂贵的酶等生化试剂可以重复利用（酶膜寿命大于3000次）、操作简单、自动化程度高、重复性好（cv小于2%）、单次检测成本低等优势。可用于发酵过程精准控制、培养基浓度监控、培养基优化、补料策略优化、有毒有害代谢物监控等领域。M800系列仪器可选自动稀释模块，扩展了检测范围，显著降低了操作员人为造成的偏差。

西尔曼科技发酵过程分析仪参数详解
项目	参数	备注
测试原理	酶电极法	不受样品背景色干扰
电极结构	铂金丝、银片杆状电极	比卡片式电极耐用，抗氧化，高阻抗，寿命长
耗材	不做时间限制，可使用到自然失活	进口仪器耗材做时间限制，到期强制停用，造成检测成本过高
耗材成本	固定化酶膜，可重复利用	酶比色法试剂需求量大，一次性试用
准确性	系统误差小于1%	可与液相色谱仪做相关分析，相关系数大于0.99
样品重复检测	支持，可设置重复检测次数	设置后仪器自动重复检测
检测范围	0.05-100g/L	需配合预稀释模块
分辨率	0.01g/L
变异系数	小于2%	样品检测重复性优于酶比色法
检测项目	葡萄糖、乳酸、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、乙醇、甲醇等	可根据用户需求自由组合
单个样品反应时间	20秒
单个项目检测时间	45秒
所有项目检测时间	60秒
反应池结构	溢流式	开放式反应池，比微流路易清洗，给酶膜提供长时间液体环境，不怕短暂停电
管路材质	泰克管	复合材料，易清洗，易更换，不易堵塞
硬件材料	泵、阀、芯片、采样针等控制部件为国际大品牌
样品预稀释功能	可选
自动进样盘	标配15位自动进样盘
进样方式	高精度全自动进样
自动标定	是
结果输出	打印，U盘导出，数据查询
通讯接口	USB、RJ45、RS232	可与质检中心电脑相连接
测样时技能要求	任何人可操作，无难度
测试速度	高，无须预稀释样品，实际速度高达60样品／小时
测量精度	高，无人为误差
显示屏	8寸彩色触摸屏
软件	人机交互、类似Iphone图标化设计
产品设计标准	医疗级设计标准
样本量	低至10ul
人工成本	检测时检测人员可从事其它工作，且无须增加岗位人员，效率很高；
售后服务成本	低，提供上门技术指导和安装维修，定期保养，7*24小时服务
投资回报率	可以优化目前人员结构，提高劳动效率，满足未来发展需要
数据存储容量	4000

西尔曼发酵过程分析仪检测准确度验证

1.M100与高效液相色谱仪的检测数据对比
本数据来源于某高校生物工程学院实验室


2.S10手动款仪器检测数据分析

西尔曼发酵过程分析仪在发酵调控中的应用
       

将西尔曼发酵过程分析仪用于发酵调控，对比应用前后发酵液糖浓度。

未使用发酵过程分析仪之前，补料控制根据以前的经验和菲林滴定数据，糖浓度的控制呈现波浪状，忽高忽低，不稳定，发酵的环境不稳定，代谢途径自然也是在不断变化。


使用发酵过程分析仪的检测数据作为发酵调控的依据，得到的糖浓度曲线非常平滑，基本可以做到恒化培养，找到最佳浓度，激活有利于效价提升的代谢途径，增产稳产就是这样简单。