通过使用二维光光谱学来进行多基甲酸盐生产的非侵入性和实时监测
Eliana C Guarda1, Claudia F Galinha2, Anouk F Duque1
1Associate Laboratory I4HB - Institute for Health and Bioeconomy, NOVA School of Science and Technology, Universidade NOVA de Lisboa, 2829-516, Caparica, Portugal; UCIBIO - Applied Molecular Biosciences Unit, Department of Chemistry, NOVA School of Science and Technology, Universidade NOVA de Lisboa, 2829-516, Caparica, Portugal.
Journal of environmental management
|September 21, 2024
概括
这项研究引入了2D光光谱技术,用于实时监测聚酸酸 (PHA) 生物聚合物生产. 这种非侵入性方法提供了准确的,无溶剂的监测,提高了生物工艺的效率和可扩展性.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 聚合物科学 聚合物科学
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 传统塑料带来了环境挑战,推动了对生物塑料等可持续替代品的需求.
- 聚酸酸盐 (PHA) 是一个有前途的生物基,可生物降解和生物相容的聚合物.
- 目前的PHA监测方法是离线的,耗时的,使用危险的溶剂,限制了过程控制和可扩展性.
研究的目的:
- 评估二维光光谱作为实时,非破坏性和无溶剂的方法来监测细胞内PHA含量.
- 实现生物过程的及时控制,以提高生产率和全面实施PHA生产.
主要方法:
- 使用二维光谱学捕获生物的激发发射矩阵 (EEM).
- 使用投射到潜结构 (PLS) 建模来解构EEM并估计PHA生产.
- 使用丰富的PHA微生物培养,并将发酵酒厂的花费谷物作为原料.
主要成果:
- 获得了PHA预测的良好相关性,新预测的平均误差约为4.0%gPHA/gTS.
- 证明了二维光谱学在没有染色剂的情况下评估细胞内PHA含量的潜力.
- 验证了该技术适用于在线和实时监测生物聚合物生产的适用性.
结论:
- 2D光光谱是一种强大的实时,非侵入性监测PHA生产的工具.
- 这种技术可以显著提高PHA过程的生产率,并促进其大规模实施.
- 该方法的无溶剂和非破坏性解决了传统监测方法的局限性.


