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应用视界丨铵态氮自动化检测:一键启动,高精度抗干扰,复杂微生物发酵样本轻松应对!

来源:   作者: 发布日期:2025-05-12 访问量:96

引言:

 在生物制药、微生物发酵、细胞培养等生物过程领域,实时监测关键参数(如菌体密度、产物浓度、代谢物水平)直接决定工艺稳定性与产品收率。传统检测设备往往面临过程样本兼容性差、多参数联检效率低、数据难溯源/整合、多台设备手动切换等四大痛点。

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天木生物柔性自动化平台FAP,可自由适配多种检测体系,凭借“全流程自动化、适配440+生物专用试剂盒、柔性化多功能组合选择、全流程数据追溯”四大特色,为生物过程开发与放大提供精准决策支持。


本期应用分享:微生物发酵液铵态氮检测

在微生物工业化发酵(如重组蛋白表达、乙醇生产)中,铵态氮浓度是调控菌体比生长速率与产物合成的关键参数,其浓度可影响发酵过程中菌体的生长和产物的合成。目前用于铵态氮检测各技术/平台之间的对比如下表所示。

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FAP自动化铵态氮检测,操作流程仅需3步!

1.5分钟实验前准备

准备大肠杆菌和酵母菌发酵液样本,摇匀、离心后取上清液备用。

2.FAP操作:3分钟设计实验方案

本次采用智能稀释模式,进行检测样本的多级自动稀释,按照试剂盒检测流程配置实验方案。


(1)原液模式

勾选"不稀释"时,系统自动隐藏稀释倍率选项,直接使用原液样本,操作界面简洁清爽。

(2)单倍稀释模式

选择单倍稀释时,可自由选取1个最佳稀释倍率(含原液选项),系统智能匹配对应孔位,满足基础实验需求。

(3)多级稀释模式

▸ 支持同时勾选16个梯度倍率(1-2500倍)
▸ 智能计算孔位需求(1个稀释倍率对应1个孔位)
▸ 特别设置原液保留孔位(1倍稀释即为原液样本)
▸ 可视化界面实时显示孔位占用情况
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3.FAP操作:配置好实验方案,点击“应用”,一键启动、自动检测

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本期应用结果



 待测样本铵态氮浓度未知,样本机制干扰严重?

使用FAP自动化多级稀释检测模式,既可以避免手动重复稀释,又可以数据化体现基于样本待测浓度和机制干扰的最适稀释倍数(两相邻稀释倍数间差值小于20%且差值最小,说明稀释倍数在可检测浓度范围内且样本机制干扰最小)。

本期两个待检测发酵液样本最适稀释倍数均为400-800倍,酵母发酵液中铵态氮含量为153-156mg/L,大肠发酵液中铵态氮含量为253-255mg/L。

本期应用总结



铵态氮检测实现自动化在生物制药、发酵工程及环境监测等领域具有显著价值。其核心优势体现在以下四大维度:

1.提升工艺控制精度与响应速度

●实时动态监测:自动化检测可连续追踪铵态氮浓度变化,消除传统检测的滞后性(通常需数小时),及时反馈至控制系统调整补料策略(如碳氮比优化),避免代谢抑制或菌体早衰。


2.突破多参数联检效率瓶颈

● 一体化整合:与菌体密度、pH、葡萄糖等关键参数同步检测,通过FAP平台实现"单样本多指标"并行分析,减少60%以上人工操作时间,尤其适用于高通量工艺开发场景。

兼容复杂样本:适配高粘度发酵液或含固形物培养体系,避免传统分光光度法因样本预处理导致的误差,数据可靠性提升至99%以上。


3.构建全流程数据追溯体系

数字化闭环:检测数据可自动上传实验室系统,关联相应批次记录、工艺参数等。

AI驱动优化:积累的铵态氮动态曲线可用于机器学习建模,反向指导培养基配方优化或放大工艺参数缩放,降低中试失败风险。


4.降低综合成本与操作风险

人力与耗材节约:减少人工取样、试剂配制等重复劳动,节约时间、人力成本,且已保存方案可实现一键调用。

规避人为误差:消除手动稀释、比色等环节的操作偏差,尤其对低浓度铵态氮(<0.1 mmol/L)检测,CV值从传统方法的15%降至5%以内。

关于我们


天木生物专注于生物育种领域的高端仪器装备的开发与应用,致力于通过高效的突变技术和高通量筛选技术,改造提升产业传统菌种开发模式,为生物制造产业提质增效,提升我国生物产业的核心竞争力。 致力于为行业“细胞和菌种开发与筛选效率低”、“相关装备成本昂贵”、“产业化落地困难”等难题提供优秀的解决方案。

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引言:

 在生物制药、微生物发酵、细胞培养等生物过程领域,实时监测关键参数(如菌体密度、产物浓度、代谢物水平)直接决定工艺稳定性与产品收率。传统检测设备往往面临过程样本兼容性差、多参数联检效率低、数据难溯源/整合、多台设备手动切换等四大痛点。

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天木生物柔性自动化平台FAP,可自由适配多种检测体系,凭借“全流程自动化、适配440+生物专用试剂盒、柔性化多功能组合选择、全流程数据追溯”四大特色,为生物过程开发与放大提供精准决策支持。


本期应用分享:微生物发酵液铵态氮检测

在微生物工业化发酵(如重组蛋白表达、乙醇生产)中,铵态氮浓度是调控菌体比生长速率与产物合成的关键参数,其浓度可影响发酵过程中菌体的生长和产物的合成。目前用于铵态氮检测各技术/平台之间的对比如下表所示。

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FAP自动化铵态氮检测,操作流程仅需3步!

1.5分钟实验前准备

准备大肠杆菌和酵母菌发酵液样本,摇匀、离心后取上清液备用。

2.FAP操作:3分钟设计实验方案

本次采用智能稀释模式,进行检测样本的多级自动稀释,按照试剂盒检测流程配置实验方案。


(1)原液模式

勾选"不稀释"时,系统自动隐藏稀释倍率选项,直接使用原液样本,操作界面简洁清爽。

(2)单倍稀释模式

选择单倍稀释时,可自由选取1个最佳稀释倍率(含原液选项),系统智能匹配对应孔位,满足基础实验需求。

(3)多级稀释模式

▸ 支持同时勾选16个梯度倍率(1-2500倍)
▸ 智能计算孔位需求(1个稀释倍率对应1个孔位)
▸ 特别设置原液保留孔位(1倍稀释即为原液样本)
▸ 可视化界面实时显示孔位占用情况
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3.FAP操作:配置好实验方案,点击“应用”,一键启动、自动检测

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本期应用结果



 待测样本铵态氮浓度未知,样本机制干扰严重?

使用FAP自动化多级稀释检测模式,既可以避免手动重复稀释,又可以数据化体现基于样本待测浓度和机制干扰的最适稀释倍数(两相邻稀释倍数间差值小于20%且差值最小,说明稀释倍数在可检测浓度范围内且样本机制干扰最小)。

本期两个待检测发酵液样本最适稀释倍数均为400-800倍,酵母发酵液中铵态氮含量为153-156mg/L,大肠发酵液中铵态氮含量为253-255mg/L。

本期应用总结



铵态氮检测实现自动化在生物制药、发酵工程及环境监测等领域具有显著价值。其核心优势体现在以下四大维度:

1.提升工艺控制精度与响应速度

●实时动态监测:自动化检测可连续追踪铵态氮浓度变化,消除传统检测的滞后性(通常需数小时),及时反馈至控制系统调整补料策略(如碳氮比优化),避免代谢抑制或菌体早衰。


2.突破多参数联检效率瓶颈

● 一体化整合:与菌体密度、pH、葡萄糖等关键参数同步检测,通过FAP平台实现"单样本多指标"并行分析,减少60%以上人工操作时间,尤其适用于高通量工艺开发场景。

兼容复杂样本:适配高粘度发酵液或含固形物培养体系,避免传统分光光度法因样本预处理导致的误差,数据可靠性提升至99%以上。


3.构建全流程数据追溯体系

数字化闭环:检测数据可自动上传实验室系统,关联相应批次记录、工艺参数等。

AI驱动优化:积累的铵态氮动态曲线可用于机器学习建模,反向指导培养基配方优化或放大工艺参数缩放,降低中试失败风险。


4.降低综合成本与操作风险

人力与耗材节约:减少人工取样、试剂配制等重复劳动,节约时间、人力成本,且已保存方案可实现一键调用。

规避人为误差:消除手动稀释、比色等环节的操作偏差,尤其对低浓度铵态氮(<0.1 mmol/L)检测,CV值从传统方法的15%降至5%以内。

关于我们


天木生物专注于生物育种领域的高端仪器装备的开发与应用,致力于通过高效的突变技术和高通量筛选技术,改造提升产业传统菌种开发模式,为生物制造产业提质增效,提升我国生物产业的核心竞争力。 致力于为行业“细胞和菌种开发与筛选效率低”、“相关装备成本昂贵”、“产业化落地困难”等难题提供优秀的解决方案。

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