Influencia de la longitud de onda del incidente y la selección del material del detector en la fluorescencia en la aplicación de la espectroscopía Raman a un proceso de fermentación fúngica
Autores: Goldrick, Stephen; Lovett, David; Montague, Gary; Lennox, Barry
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Influencia de la longitud de onda del incidente y la selección del material del detector en la fluorescencia en la aplicación de la espectroscopía Raman a un proceso de fermentación fúngica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Espectroscopía Raman
Monitoreo en línea
Bioprocesos
Fluorescencia
Parámetros críticos del proceso
Fermentación fúngica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 61
Citaciones: Sin citaciones
La espectroscopía Raman es una herramienta novedosa utilizada en el monitoreo y control en línea de bioprocesos, ofreciendo tanto la determinación cuantitativa como cualitativa de variables clave del proceso a través del análisis espectroscópico. Sin embargo, la aplicación generalizada de analizadores de espectroscopía Raman a procesos de fermentación industrial ha sido obstaculizada por problemas relacionados con la señal de fluorescencia de fondo alta asociada con el análisis de muestras biológicas. Para abordar este problema, investigamos la influencia de la fluorescencia en los espectros recopilados de dos dispositivos espectroscópicos Raman con diferentes longitudes de onda y detectores en el análisis de los parámetros críticos del proceso (CPPs) y atributos de calidad crítica (CQAs) de un proceso de fermentación fúngica. Los espectros recopilados utilizando un analizador Raman con una longitud de onda más corta (903 nm) y un detector de dispositivo de carga acoplada (CCD) fueron corrompidos por una alta fluorescencia y, por lo tanto, no fueron utilizables en la predicción de estos CPPs y CQAs. En contraste, los espectros recopilados utilizando un analizador Raman con una longitud de onda más larga (993 nm) y un detector de arseniuro de indio y galio (InGaAs) fueron afectados solo moderadamente por la fluorescencia y permitieron la generación de estimaciones precisas de las variables críticas de la fermentación. Este trabajo novedoso es la primera comparación directa de dos sondas de espectroscopía Raman diferentes en el mismo proceso, resaltando el efecto perjudicial significativo causado por la alta fluorescencia en los espectros registrados a lo largo de las corridas de fermentación. Además, este artículo demuestra la importancia de seleccionar correctamente tanto la longitud de onda incidente como el tipo de material del detector de los dispositivos de espectroscopía Raman para asegurar que la fluorescencia corruptora se minimice durante las aplicaciones de monitoreo de bioprocesos.
Descripción
La espectroscopía Raman es una herramienta novedosa utilizada en el monitoreo y control en línea de bioprocesos, ofreciendo tanto la determinación cuantitativa como cualitativa de variables clave del proceso a través del análisis espectroscópico. Sin embargo, la aplicación generalizada de analizadores de espectroscopía Raman a procesos de fermentación industrial ha sido obstaculizada por problemas relacionados con la señal de fluorescencia de fondo alta asociada con el análisis de muestras biológicas. Para abordar este problema, investigamos la influencia de la fluorescencia en los espectros recopilados de dos dispositivos espectroscópicos Raman con diferentes longitudes de onda y detectores en el análisis de los parámetros críticos del proceso (CPPs) y atributos de calidad crítica (CQAs) de un proceso de fermentación fúngica. Los espectros recopilados utilizando un analizador Raman con una longitud de onda más corta (903 nm) y un detector de dispositivo de carga acoplada (CCD) fueron corrompidos por una alta fluorescencia y, por lo tanto, no fueron utilizables en la predicción de estos CPPs y CQAs. En contraste, los espectros recopilados utilizando un analizador Raman con una longitud de onda más larga (993 nm) y un detector de arseniuro de indio y galio (InGaAs) fueron afectados solo moderadamente por la fluorescencia y permitieron la generación de estimaciones precisas de las variables críticas de la fermentación. Este trabajo novedoso es la primera comparación directa de dos sondas de espectroscopía Raman diferentes en el mismo proceso, resaltando el efecto perjudicial significativo causado por la alta fluorescencia en los espectros registrados a lo largo de las corridas de fermentación. Además, este artículo demuestra la importancia de seleccionar correctamente tanto la longitud de onda incidente como el tipo de material del detector de los dispositivos de espectroscopía Raman para asegurar que la fluorescencia corruptora se minimice durante las aplicaciones de monitoreo de bioprocesos.