实时​了解​你​的​生物​工艺​流程​状态：​生物​质软传感器​技术​的​力量

在​快速​发展​的​生物​工艺​行业​中，​精确​控制​生产​过程​至​关​重要。​生物​质​（Biomass），​作为​生物​反应​的​催化剂，​显著​影响​产品​的​产量​和​质量。​传统​的​生物​质监测​方法​依赖于​频繁​的​手工​取样​和​分析，​既耗时​又​容易​出错。​这​就​是​生物​质​的​软传​感器​技术​发挥​作用​的​地方。​ 

 ​“软传​感器​（soft sensor）”​这个​名字​是​“软件​传感器​（software sensor）”​的​缩写。​它​之​所以​被​称为​“软件​（software）”，​是​因为​它​是​通过​计算​机程序​实现​的，​而​“传感器”​是​因为​它​像​硬件​传感器​（hardware sensors）​一样​传递​信息。​ 通过​提供​生物​质​浓度​的​实时​估​计值，​这些​传感器​优化​了​过程​监测​和​优化，​从​而​提高​了​效率，​改善​了​产品​质量，​并​降低​了​运营​成本。

生物​质​的​软传​感器​技术​的​工作​原理：​机理​与​实施

生物​质​的​软传​感器​技术，​通过​利用​来自​硬​传​感器​的​实际​测量值，​以及​基于​机理​或​混合模型​的​算法，​来实时​预测​生物​质​浓度。​这些​基于​软件​的​传感器​收​集来自​生物​反应​过程​中​各​个​传感器​的​连续​数​据流，​包括​排出​气体​（如氧气​和​二氧化碳）​的​测量​值​以及​反应器​中​底物​的​投料量。​通过​数学​模型​的​综合​分析，​软传感器​能够​提供​精确​的​生物​质​估算​结果，​从​而​省去​了​繁琐​的​人​工​采样​过程。

• 数​据​需求：必须​有​来自​硬​传​感器​的​持续​数​据流。
• 工艺​知识：深入​理解​特定​有​机体​及​其​产物​形成​机制。
• 分析​基础​设施：需要​像PAS-X Savvy这样​的​稳健​的​基础​设施来自​动​导入​和​分析​数据。
• 校准​和​验证：通过​迭​代​校准​和​验证​以确​保准确性。

生物​质软传感器​技术​的​优势​与​应用​领域

生物​质​的​软传​感器​技术​在​发酵​工艺​中​的​应用​广泛，​包括​细菌、​酵母​和​丝状​真菌​等​微​生物​生产​系统，​以及​ C​HO 细胞​等​哺​乳动物​细胞培​养物。​这些​传感器​可以​监测​和​优化​各​种​初级​和​次​级​代​谢​产物​（包括​重组​蛋​白质、​抗体​和​酶）​的​生产。

主要​优势：

• 增强​过程​监测​和​控制：对​细胞​生长​的​实时​监控，​可​优化​收获​时间​并​提高​产率。
• 改进​工艺​优化：深入​了解​生物​质​浓度，​有助于​完善​工艺​参数。
• 质量​控制：较​大​的​数据​偏移可​揭示​潜在​的​不​准确性，​确保​更​好​地​遵​守 GMP ​标准。
• 降低​成本：力​求​最大​限度​地​减少​人​工​测量​操作，​可​降​低​运营​成本。
• 降低​污染​风险：无​需物理​取样​的​连续​监测，​可降​低​污染​风险。

PAS-X Sav​vy：​部署​与​结果

一旦​校​准​完成，​生物​质软传感器​可以​在​几​秒​钟​内​完成​部署。​用户​可以​通过​一​个​简单​直观​的​配置​过程​轻​松​调整​关键​参数，​可灵活地​将​计算​应​用于​各​种​发酵​过程​中。​除了​测量​生物​质​浓度​外，​软传​感器​还​提供​实时性​能​指标，​如​特定​生长​速率​（µ）、​底物​摄取率​（qS）、​摄氧率​（OUR）​和​碳释​放率​（CER）。​接着，​这些​结果​可以​直接​可视化，​用于​洞察​生物​工艺​流程​状态，​实现​实时​的​过程​控制​和​生产​后​分析​（见图2​和​图3）。

结论

生物​质软传感器​是​一​种​实用且​高效​的​工具，​它​利用​现有​的​数据​流​提供​有​价值​的​见解，​在​不​增加额​外​的​费用​支出​的​情况​下，​优化​过程​控制​和​效率。​它们​能够​实时​估算​生物​质，​这样​有助于​及时​干预​和​明智​决策，​最终​提高​产量​和​整体​工​艺​效率。