利用FT-NIR光谱技术对医药工业发酵过程的在线监测

在制药环境中，由于严格的法规要求，对发酵过程的连续控制是生产过程的重要组成部分。为了获得*佳结果，必须测量、控制并在可能的情况下调整多个变量，例如葡萄糖、乳酸、蛋白质浓度等。FT-NIR光谱技术（即傅立叶变换近红外光谱技术）在医药工业发酵过程的在线监测中发挥着重要作用。

技术原理及优势

FT-NIR光谱技术是一种利用近红外谱区包含的有效信息，通过计算机软硬件技术对物质进行快速定性或定量分析的技术。该技术具有众多优势，包括无需样品预处理、无需损坏样品、无需大量有机化学试剂、分析速度快、成本低、可多组分同时测定等。这些优势使其成为医药工业发酵过程在线监测的理想选择。
在医药工业发酵中的应用

1.实时监测关键参数：

FT-NIR光谱技术能够实时监测发酵过程中的关键参数，如葡萄糖浓度、乙醇浓度、生物量、pH值、溶解氧等。这些参数对于优化发酵条件、提高产量和质量至关重要。

2.多组分同时测定：

在医药工业发酵过程中，往往需要同时监测多种成分的变化。FT-NIR光谱技术具有多组分同时测定的能力，能够同时提供关于底物消耗、产物形成和微生物代谢状态的实时信息，为生产过程的优化提供有力支持。

3.无损检测：

FT-NIR光谱技术是一种无损检测技术，不会对发酵液或微生物造成破坏，从而保证了监测结果的准确性和可靠性。

4.适应性强：

FT-NIR光谱技术适用于不同类型的发酵过程，无论是***、维生素等小分子**的发酵，还是胰岛素、干扰素等大分子**的发酵，该技术都能提供有效的监测手段。

实际应用案例

在乙醇发酵过程中，已经成功应用了FT-NIR光谱技术进行在线监测。通过采用偏稳健M回归（PRM）的方法消除采集光谱异常值对于标定建模的影响，并给出了一种网格搜索寻优方法确定*优因子数和权重系��，建立了准确的预测模型。该模型在乙醇发酵过程的在线监测实验中表现出了良好的预测效果，验证了FT-NIR光谱技术在医药工业发酵过程在线监测中的有效性。

随着技术的不断进步，FT-NIR光谱技术在医药工业发酵过程在线监测中的应用将更加**和深入。比如发酵*初往往是透明的，但随着过程的进行变得越来越不透明。因此，透射测量不适用于监测整个发酵过程。为了提高浆液和乳浊液检测的重复性，布鲁克公司开发了一种性能**的透反射探头。结合布鲁克功能强大的光谱仪，气泡的存在也不会影响结果。

布鲁克在线监测近红外光谱仪Matrix-FII优势：

1、一台仪器就可以使用光纤技术，以透射法和反射法测量液体和固体的FT-NIR光谱仪。

2、实现远程非接触式测量

3、可同时连接常规光纤探头和非接触式发射探头。

4、提供多达六个流通池或探头的光纤