软感应策略用于实时生物质和聚3-基酸盐估计在使用溶解氧和基添加信号的基培养中
Seungyeon Cho1, Kyutae Jung1, Yoojin Shin1
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Sogang University, Seoul 04107, Republic of Korea.
Journal of biotechnology
|December 18, 2025
概括
这项研究引入了一种软感应算法,用于实时估计微生物生物质和聚3-基酸盐 (PHB),使用溶解氧和基添加信号. 该方法为生物过程监测提供了一种具有成本效益的方法.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 生物工艺工程 生物工艺工程
- 微生物生理学 微生物生理学
背景情况:
- 微生物生物质和产品形成的实时监测对于生物过程控制至关重要.
- 现有的方法可能缺乏连续在线应用的效率或成本效益.
研究的目的:
- 开发和验证一个通用的软传感算法,同时估计总细胞度和细胞内聚3-基酸盐 (PHB) 含量.
- 为此估计,使用现有的溶氧 (DO) 和基质加法信号.
主要方法:
- 开发了一个软感应算法,使用基于DO的氧气平衡来计算总细胞度.
- 从平衡框架推断PHB积累,通过pH-stat控制下的基础添加频率估计消耗.
- 该算法在食甲的Methylocystis sp.上得到了验证. 在MJC1文化中.
主要成果:
- 总生物质度的准确预测可以在各种条件下实现,其中是源.
- 通过从总生物量中减去非PHB生物量来证明PHB度的可靠实时估计.
- PHB预测的轻微偏差与消耗和pH行为相关.
结论:
- 开发的软传感算法提供了一种简单,强大和具有成本效益的方法,用于在线监测微生物生长和PHB生产.
- 该方法适用于气体发酵和其他有氧生物过程中的实时应用,因为其计算需求低,数据预处理最小.
- 这一战略增强了生物过程监测和控制能力.
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