為了得到品質優良、性能高效的產品,需要對其培養過程進行連續不間斷的監測,并對在培養過程中出現的各種可能的問題加以控制和解決。而發酵過程是時變、非線性、強耦合的復雜生化過程,同時離線測量生化參數耗時長,難以及時控制發酵過程,這給實時檢測培養過程中的重要生化參數帶來巨大困難,因此生物傳感器技術作為動物細胞培養過程關鍵生化參數檢測不可或缺的手段,能有效克服這一不足。動發酵過程的控制優化是維系生產目標實現的關鍵手段,只有在線實時的對物理參數的變化、細胞代謝、營養產物的生成、目標產物濃度的變化進行監控和分析,才能有效地進培養過程的控制,達到產品優質、高效生產的目的。 一般的生物過程參數分為物理參數、物理化學參數、化學參數和生物學參數。化學參數有:底物濃度(葡萄糖、乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、氨、鈉和鉀等)、中間代謝產物濃度和產物濃度等,生物學參數有:活細胞濃度、氧吸收速率(Oxygen Uptake Rate, OUR)、二氧化碳釋放速率(Carbon Dioxide Excretion Rate, CER)、呼吸熵(Respiratory Quotient, RQ)等。
目前檢測培養基底物濃度的常見方法有高效液相色譜法、化學滴定、生化分析儀等方法。這些方法一般存在以下缺點,檢測時間長,培養液成分復雜,用液相作為培養過程監控的手段耗材成本高,時間成本更高;第二,用化學滴定的方法存在特異性差,重復性差,耗費時間等缺點,第三傳統的生化分析儀檢測時間短,特異性強,但是對于生產和科研,培養基組分復雜,原料存在批次間不穩定等問題,背景色的干擾會導致檢測結果呈非線性,重復性差、而且總體靈敏度和準確度較低,并且生化試劑壽命有次數和時間的限制,單次檢測成本高昂。 西爾曼發酵過程分析儀 深圳西爾曼科技推出的發酵過程分析儀基于酶電極法—固定化酶膜技術,具有檢測時間快(反應時間只需20秒)、昂貴的酶等生化試劑可以重復利用(酶膜壽命大于3000次)、操作簡單、自動化程度高、重復性好(cv小于2%)、單次檢測成本低等優勢。可用于發酵過程精準控制、培養基濃度監控、培養基優化、補料策略優化、有毒有害代謝物監控等領域。M800系列儀器可選自動稀釋模塊,擴展了檢測范圍,顯著降低了操作員人為造成的偏差。
項目 | 參數 | 備注 |
測試原理 | 酶電極法 | 不受樣品背景色干擾 |
電極結構 | 鉑金絲、銀片桿狀電極 | 比卡片式電極耐用,,高阻抗,壽命長 |
耗材 | 不做時間限制,可使用到自然失活 | 進口儀器耗材做時間限制,到期強制停用,造成檢測成本過高 |
耗材成本 | 固定化酶膜,可重復利用 | 酶比色法試劑需求量大,一次性試用 |
準確性 | 系統誤差小于1% | 可與液相色譜儀做相關分析,相關系數大于0.99 |
樣品重復檢測 | 支持,可設置重復檢測次數 | 設置后儀器自動重復檢測 |
檢測范圍 | 0.05-100g/L | 需配合預稀釋模塊 |
分辨率 | 0.01g/L | |
變異系數 | 小于2% | 樣品檢測重復性優于酶比色法 |
檢測項目 | 葡萄糖、乳酸、谷氨酸、賴氨酸、谷氨酰胺、乙醇、甲醇等 | 可根據用戶需求自由組合 |
單個樣品反應時間 | 20秒 | |
單個項目檢測時間 | 45秒 | |
所有項目檢測時間 | 60秒 | |
反應池結構 | 溢流式 | 開放式反應池,比微流路易清洗,給酶膜提供長時間液體環境,不怕短暫停電 |
管路材質 | 泰克管 | 復合材料,易清洗,易更換,不易堵塞 |
硬件材料 | 泵、閥、芯片、采樣針等控制部件為大品牌 | |
樣品預稀釋功能 | 可選 | |
自動進樣盤 | 標配15位自動進樣盤 | |
進樣方式 | 高精度全自動進樣 | |
自動標定 | 是 | |
結果輸出 | 打印,U盤導出,數據查詢 | |
通訊接口 | USB、RJ45、RS232 | 可與質檢中心電腦相連接 |
測樣時技能要求 | 任何人可操作,無難度 | |
測試速度 | 高,無須預稀釋樣品,實際速度高達60樣品/小時 | |
測量精度 | 高,無人為誤差 | |
顯示屏 | 8寸彩色觸摸屏 | |
軟件 | 人機交互、類似Iphone圖標化設計 | |
產品設計標準 | 醫療級設計標準 | |
樣本量 | 低至10ul | |
人工成本 | 檢測時檢測人員可從事其它工作,且無須增加崗位人員,效率很高; | |
售后服務成本 | 低,提供上門技術指導和安裝維修,定期保養,7*24小時服務 | |
率 | 可以優化目前人員結構,提高勞動效率,滿足未來發展需要 | |
數據存儲容量 | 4000 | |
西爾曼發酵過程分析儀檢測準確度驗證1.M100與高效液相色譜儀的檢測數據對比
本數據來源于某高校生物工程學院實驗室

2.S10手動款儀器檢測數據分析

西爾曼發酵過程分析儀在發酵調控中的應用
將西爾曼發酵過程分析儀用于發酵調控,對比應用前后發酵液糖濃度。
未使用發酵過程分析儀之前,補料控制根據以前的經驗和菲林滴定數據,糖濃度的控制呈現波浪狀,忽高忽低,不穩定,發酵的環境不穩定,代謝途徑自然也是在不斷變化。

使用發酵過程分析儀的檢測數據作為發酵調控的依據,得到的糖濃度曲線非常平滑,基本可以做到恒化培養,找到濃度,激活有利于效價提升的代謝途徑,增產穩產就是這樣簡單。

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