Process Mass Spectrometry in Biotechnology

Brožury a specifikace | 2010 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
GC/MSD
Zaměření
Průmysl a chemie, Farmaceutická analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Online sledování složení plynné fáze fermentorů a bioreaktorů je klíčové pro řízení biotechnologických procesů v reálném čase. Použití procesní hmotnostní spektrometrie umožňuje včasnou detekci kontaminace, optimalizaci dýchání buněk a přesné odhady klíčových parametrů (viabilní biomasa, spotřeba glukózy, produkce metabolitů) bez zachodilých odběrů vzorků.

Cíle a přehled studie / článku


Představení nové generace přístroje Thermo Scientific Prima PRO process mass spectrometer s magnetickým sektorem. Hodnocení jeho schopností v oblasti rychlé online analýzy plynů, spolehlivosti provozu, přesnosti měření a finanční návratnosti investice (ROI) při monitorování až 60 fermentorů/bioreaktorů.

Použitá metodika a instrumentace


Prima PRO vychází z magnetického sektoru pro separaci iontů s vysokou energií paprsku (1 kV), kombinuje detektor Faraday Cup pro koncentrace v procentech a vysokých ppm a SEM pro nízké ppm/ppb. Ionizace probíhá elektronovým paprskem ve vakuu.
  • Rapid Multi-Stream Sampler (RMS): přepínání až 64 vstupů, tepelně stabilizovaný na +120 °C, až šest milionů cyklů/rok
  • Integrované řízení přes PLC/DCS s možností napojení na FT-NIR
  • Metodika měření OUR, CER a výpočet RQ

Hlavní výsledky a diskuse


Prima PRO dosahuje dostupnosti >99,7 % a automatizované kalibrace každých 30–90 dní. Analýza klíčových plynů (N₂, O₂, Ar, CO₂) trvá 1–20 s, doplnění metanol/ethanol +3 s. Stabilita měření O₂: 13 ppm (30 s), 27 ppm (3 s). Reálná data umožňují sledování změn kLa, detekci driftu DO₂ sondy a přesné řízení krmných režimů vyvolaných hodnotou RQ.

Přínosy a praktické využití metody


  • Včasná signalizace kontaminace před inokulací
  • Optimalizace přechodu inokula a krmných přídavků
  • Podpora pokročilých metod řízení (MPC, ANN, PCA, PLS)
  • Sledování metabolit (methanol, ethanol, amoniak) jako ukazatelů metabolismu
  • Kontrola a optimalizace kLa, agitačního režimu a složení sparge plynu

Budoucí trendy a možnosti využití


Další integrace s umělou inteligencí a hybridními modely pro plně uzavřené smyčky řízení. Rozšíření multiplexu a miniaturizace senzoriky přispěje k širokému nasazení v oblasti buněčných terapií, bioprodukce vysoce čistých proteinů a personalizované medicíny.

Závěr


Prima PRO process mass spectrometer představuje robustní, rychlý a přesný nástroj pro online procesní analýzu v biotechnologii. Umožňuje zvýšit produktivitu, snížit náklady na údržbu a zajistit spolehlivé řízení fermentačních i kultivačních procesů.

Reference


Nejsou uvedeny.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Gas analysis mass spectrometer applications in fermentation and cell culture processes
Making the case for accurate multipoint analysis by process mass spectrometry in biological production
In support of a sustainable future: How online process analytics are assisting the biofoods industry
Thermo Prima PRO and Prima BT Process Mass Spectrometers - Quantitative analysis of bioethanol in biofuel production processes