利用FT-NIR光譜技術對醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程的在線監(jiān)測
在制藥環(huán)境中，由于嚴格的法規(guī)要求，對發(fā)酵過程的連續(xù)控制是生產過程的重要組成部分。為了獲得*佳結果，必須測量、控制并在可能的情況下調整多個變量，例如葡萄糖、乳酸、蛋白質濃度等。FT-NIR光譜技術（即傅立葉變換近紅外光譜技術）在醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程的在線監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。
技術原理及優(yōu)勢
FT-NIR光譜技術是一種利用近紅外譜區(qū)包含的有效信息，通過計算機軟硬件技術對物質進行快速定性或定量分析的技術。該技術具有眾多優(yōu)勢，包括無需樣品預處理、無需損壞樣品、無需大量有機化學試劑、分析速度快、成本低、可多組分同時測定等。這些優(yōu)勢使其成為醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程在線監(jiān)測的理想選擇。
在醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵中的應用
1.實時監(jiān)測關鍵參數(shù)：
FT-NIR光譜技術能夠實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的關鍵參數(shù)，如葡萄糖濃度、乙醇濃度、生物量、pH值、溶解氧等。這些參數(shù)對于優(yōu)化發(fā)酵條件、提高產量和質量至關重要。
2.多組分同時測定：
在醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程中，往往需要同時監(jiān)測多種成分的變化。FT-NIR光譜技術具有多組分同時測定的能力，能夠同時提供關于底物消耗、產物形成和微生物代謝狀態(tài)的實時信息，為生產過程的優(yōu)化提供有力支持。
3.無損檢測：
FT-NIR光譜技術是一種無損檢測技術，不會對發(fā)酵液或微生物造成破壞，從而保證了監(jiān)測結果的準確性和可靠性。
4.適應性強：
FT-NIR光譜技術適用于不同類型的發(fā)酵過程，無論是***、維生素等小分子**的發(fā)酵，還是胰島素、干擾素等大分子**的發(fā)酵，該技術都能提供有效的監(jiān)測手段。
實際應用案例
在乙醇發(fā)酵過程中，已經(jīng)成功應用了FT-NIR光譜技術進行在線監(jiān)測。通過采用偏穩(wěn)健M回歸（PRM）的方法消除采集光譜異常值對于標定建模的影響，并給出了一種網(wǎng)格搜索尋優(yōu)方法確定*優(yōu)因子數(shù)和權重系數(shù)，建立了準確的預測模型。該模型在乙醇發(fā)酵過程的在線監(jiān)測實驗中表現(xiàn)出了良好的預測效果，驗證了FT-NIR光譜技術在醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程在線監(jiān)測中的有效性。
隨著技術的不斷進步，F(xiàn)T-NIR光譜技術在醫(yī)藥工業(yè)發(fā)酵過程在線監(jiān)測中的應用將更加**和深入。比如發(fā)酵*初往往是透明的，但隨著過程的進行變得越來越不透明。因此，透射測量不適用于監(jiān)測整個發(fā)酵過程。為了提高漿液和乳濁液檢測的重復性，布魯克公司開發(fā)了一種性能**的透反射探頭。結合布魯克功能強大的光譜儀，氣泡的存在也不會影響結果。
布魯克在線監(jiān)測近紅外光譜儀Matrix-FII優(yōu)勢：
1、一臺儀器就可以使用光纖技術，以透射法和反射法測量液體和固體的FT-NIR光譜儀。
2、實現(xiàn)遠程非接觸式測量
3、可同時連接常規(guī)光纖探頭和非接觸式發(fā)射探頭。
4、提供多達六個流通池或探頭的光纖
