应用报告发酵液过滤膜后浊度在线检测

  综上所述，使用 UV7 浊度在线检验测试方案可实时、有效、准确的展示过滤膜后液体浊度的变动情况，更好的评估过滤膜的过滤情况，指导工艺改进和开发。

  评价深层过滤膜的载量往往会监控膜压差(Δpsi)、过滤时间(s)、过滤体积(mL)、过滤后浊度(NTU)，并通过这一些参数确认深层过滤膜包的生物载量，以便于指导下一步工艺放大实验和料液收获[1]。

  评价浊度往往有比浊法和散射光法两种，比浊法中以 FTU 作为浊度单位做评价，散射光法则以 NTU 作为单位，而硫酸肼与六次甲基胺聚合,生成白色高分子聚合物可当作浊度标准溶液。传统浊度计是通过发出光线，使之穿过一段样品，并从与入射光呈 90°的方向上检测有多少光被水中的颗粒物所散射，同样也能够正常的使用分光光度计检测颗粒物的阻碍作用而造成的透射光强衰减程度来估计浊度。故本应用中使用紫外可见分光光度计 UV7 和流通池 Flow cell 组成的在线系统，对深层过滤膜后的浊度进行实时检测，来评价深层过滤膜包的载量。

  本次发酵液膜后滤液浊度在线检验测试平台搭建是将传统浊度测试和 UV7 通过管路和流通池串联起来来测试，如图 1 所示。以 off-line 浊度测试采集的时间点为数据记录点，对 UV7 所获得的所有浊度数据来进行图表绘制，观察浊度变化趋势和比较浊度数值，以评价 UV7 在线浊度测试的可行性。

  过滤膜包后管路与流通池连接，流通池出液口下方由浊度杯收集，进行离线 所示。

  • 用上步稀释液对发酵液原液进行稀释，如表1 所示(使用 Hach2100Q 检测不同稀释样品的浊度)

  • 使用 Tris-HAC 缓冲液对发酵液进行不同浓度的稀释，如表 1 所示

  • 先使用离线的方法，对制备的不同浊度的样品进行吸光度 A 的检测，并使用二次曲线拟合方式获得，吸光度与浊度关系曲线 所示；

  • 获得浊度标准曲线后，按照下面所列的定量检测的新方法参数，以每 min 读取一次数值获得在线动态检测膜后发酵液的浊度(NTU)值；

  • 获得浊度(NTU)数值后，以生物载量(L/m2)为横坐标，浊度(NTU)为纵坐标，绘制两者相互关系图，观察浊度动态曲线 种检测的新方法的浊度变化趋势，同时对比三种方法几个数据采集点的浊度(NTU)数值。

  通过对不同浊度发酵液吸光度检测，采用二次拟合获得一级膜膜后发酵液浊度(NTU)与吸光度 A 的标准曲线，线；

  说明发酵液浊度(NTU)与吸光度 A 拥有非常良好的线性关系。同时个人会使用浊度计和 UV7 对两个一级膜膜后发酵液样品进行浊度测试，结果如下表 2

  从表 2 的结果来看，使用 UV7 浊度检测的结果与浊度计检测结果较为接近。使用在线的方式测量膜后发酵液的浊度的最重要应用在于及时的发现浊度的突跃点，并适时的去评估深层过滤膜的生物载量，所以本实验中，利用 LabX 软件做相关操作，可以在软件界面实时看到膜后滤液的浊度变化，如图 5、图 6 所示。

  从图 5、图 6 的浊度动态曲线图中是可以明显看出膜后滤液在具体时间点达到突跃，相较于传统的离线检测所带来的滞后性，使用UV7 的在线检测能及时的观察到深层过滤膜的过滤效果，结合 LabX 的数据整合功能，可将天平重量、压差等参数统一分析，从而得到深层过滤膜生物载量的结果，提高整个检测流程的高效性。

  对比离线 在线检测的模式能呈现与传统离线检测浊度动态变化一致的趋势，从这一点说明 UV7 紫外可见分光光度计的浊度在线检测性能完全可替代浊度计；而且从图 5 中我们大家可以看到，除了与离线浊度检测一致的趋势以外，浊度数值与离线检测的结果也无显著差异 ，也说明 UV7 在线检测浊度数值的准确性。正常深层过滤膜的完整测试，如图 6 所示，后期会有一个浊度下降的曲线，是因为会用缓冲液来冲洗膜，同样再用 UV7进行监测时，也能实时显示完整的动态过程。

  综上所述，使用 UV7 浊度在线检验测试方案可实时、有效、准确的展示过滤膜后液体浊度的变动情况，更好的评估过滤膜的过滤情况，指导工艺改进和开发。