Las mejoras de productividad en el cultivo de células mamíferas en la producción de proteínas recombinantes se han logrado optimizando líneas celulares, medios y operaciones de proceso. Esto ha llevado a aumentos en los títulos y la robustez del proceso sin aumentar el costo del procesamiento aguas arriba (USP); sin embargo, aún persiste un cuello de botella aguas abajo. En cuanto a la mejora del control del proceso, la iniciativa de tecnología analítica del proceso (PAT), iniciada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA), tiene como objetivo medir, analizar, monitorear y, en última instancia, controlar todos los atributos importantes de un bioproceso. Especialmente, métodos espectroscópicos como la espectroscopia Raman o de infrarrojo cercano permiten cumplir con estos requisitos analíticos, preferiblemente in situ. En combinación con técnicas quimiométricas como el análisis de componentes principales (PCA) o el análisis de mínimos cuadrados parciales (PLS), es posible generar sensores virtuales que estiman variables de proceso basadas en modelos de proceso y medición para el control mejorado de los bioprocesos. Los modelos cinéticos macroscópicos pueden utilizarse para simular el metabolismo celular. Estos modelos pueden mejorar la comprensión del proceso al predecir la dinámica de las células durante el cultivo. En este artículo, las mediciones de turbidez in situ (transmisión, 880 nm) y espectroscopía Raman ex situ (785 nm) se combinan con un modelo cinético macroscópico Monod fuera de línea para predecir concentraciones de sustrato. Los datos experimentales de cultivos de ovario de hámster chino en biorreactores muestran una correlación lineal suficiente (R >= 0.97) entre la turbidez y la concentración total de células. La regresión PLS de los espectros Raman genera un modelo de predicción, que fue validado a través de la medición fuera de línea de la concentración de células viables (RMSE = 0.92). Basándose en estas mediciones, el modelo macroscópico Monod se puede utilizar para determinar diferentes atributos de proceso, por ejemplo, la concentración de glucosa. En consecuencia, es posible calcular aproximadamente (R >= 0.96) la concentración de glucosa basada en mediciones en línea de la concentración celular utilizando turbidez o espectroscopía Raman. Enfoques futuros utilizarán estas mediciones en línea de concentración de sustrato con mediciones de turbidez y Raman, en combinación con el modelo cinético, para controlar el bioproceso en términos de estrategias de alimentación, mediante el empleo de una red de comunicación de plataforma abierta (OPC), ya sea en modo de alimentación por lotes o de perfusión, integrada en una operación continua de aguas arriba y aguas abajo.