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生物反应器二氧化碳代谢检测

  • 原创官网
  • 2025-06-15 12:36:53
  • 关键字:北检研究院,生物反应器二氧化碳代谢检测

相关:

概述:生物反应器二氧化碳代谢检测是对细胞培养或微生物发酵过程中气体交换动态的核心监控技术。核心检测对象为反应器气相空间的CO₂浓度变化及溶解态CO₂通量,关键项目包括单位体积CO₂产生速率(CER)、细胞比消耗速率(qCO₂)以及呼吸商(RQ)。通过实时监测溶解CO₂分压(pCO₂)与排气CO₂摩尔分数,结合质量平衡计算,精准量化细胞代谢活性及底物利用效率,为工艺优化提供关键参数。

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注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师。

☌ 询价

检测项目

气体代谢参数:

  • 二氧化碳释放速率(CER):单位时间单位体积CO₂释放量(mmol/L·h)
  • 氧气消耗速率(OUR):单位时间单位体积O₂消耗量(mmol/L·h)
  • 呼吸商(RQ):CER/OUR比值(无量纲,参照ASTMF1984)
溶解气体分析:
  • 溶解CO₂分压(pCO₂):在线检测值范围0-2000mbar(误差≤±5%)
  • 溶解氧分压(pO₂):校准后精度±0.5%满量程
细胞代谢效能:
  • 比二氧化碳产率(qCO₂):单位细胞干重CO₂生成速率(mmol/gDCW·h)
  • 比氧消耗率(qO₂):单位细胞干重O₂消耗速率(mmol/gDCW·h)
气相组分监测:
  • 排气CO₂摩尔分数:量程0-20%v/v(分辨率0.01%)
  • 排气O₂摩尔分数:量程0-100%v/v(分辨率0.1%)
  • 累积CO₂释放量:总摩尔数计算(物料平衡验证)
培养环境参数:
  • 培养液pH值:在线监测范围2-12(精度±0.05)
  • 渗透压波动范围:300-2000mOsm/kg(±2%读数)
代谢通量分析:
  • 碳源代谢效率:底物碳转化率(%,依据ISO14064-2)
  • 副产物积累量:乳酸/乙酸浓度(g/L,HPLC法)
传感器校准:
  • CO₂传感器零点校准:氮气环境漂移值≤±1%FS/24h
  • 跨度校准误差:标准气(5%CO₂)响应偏差≤±2%
系统密封性验证:
  • 压力保持测试:10kPa压降维持30min泄漏率≤0.05%/min
  • 气路死体积率:气相循环系统≤总容积5%
数据同步精度:
  • 多通道采集时差:≤100ms(参照IEC61000-4)
  • 信号传输延迟:≤500ms(RS485通讯协议)
动态响应测试:
  • 阶跃响应时间:T90≤15s(10%至90%量程变化)
  • 量程切换稳定性:量程切换后读数稳定时间≤30s

检测范围

1.哺乳动物细胞生物反应器:CHO/HEK293等悬浮培养体系,重点监控乳酸盐积累引发的pCO₂异常波动

2.微生物发酵罐:大肠杆菌/酵母高密度发酵,检测CER突增预示的代谢溢流现象

3.灌流培养系统:连续灌注生物反应器,评估培养基置换率对溶解CO₂清除效率

4.微载体培养系统:贴壁细胞三维培养,分析载体传质阻力导致的局部pCO₂梯度

5.一次性生物反应器:聚酯材质袋式反应器,验证气体透过率对顶空CO₂测量的干扰

6.光生物反应器:微藻光合培养体系,同步监测光照强度与CO₂吸收曲线的耦合关系

7.高通量微反应器:24/96孔板式培养系统,微型化CO₂传感模块的线性响应验证

8.病毒载体生产系统:基于HEK293的慢病毒生产,检测感染后细胞凋亡阶段的CER衰减速率

9.干细胞生物反应器:多能诱导干细胞扩增,监控低氧环境下的RQ值异常波动

10.固定化酶反应器:固载碳酸酐酶体系,检测酶促CO₂水合反应的动力学参数

检测方法

国际标准:

  • ASTMF1984-21细胞培养过程中气体交换率测定指南
  • ISO21501-4:2018悬浮粒子计数器法测定气溶胶浓度
  • USP<1058>分析仪器确认(在线气体分析仪章节)
国家标准:
  • GB/T16293-2010医药工业洁净室悬浮粒子测试方法
  • GB/T16886.15-2022医疗器械生物学评价气体通路材料测试
  • JJG635-2011一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程
(ASTM与GB标准在传感器校准周期要求存在差异:ASTM规定每日零点校准,GB要求每8小时校准;ISO21501与GB/T16293对粒径分辨率阈值分别为0.1μm与0.3μm)

检测设备

1.非分散红外分析仪:SIEMENSJianCeTRAMAT23(CO₂量程0-25%,NDIR原理,漂移<1%FS/周)

2.激光气体分析仪:NEOMONITORSLASERGASIII(TDLAS技术,响应时间≤0.5s)

3.在线溶解CO₂传感器:METTLERTOLEDOInPro5000i(SteriCap膜,量程0.1-2000mbar)

4.质谱气体分析系统:EXTRELMAX300-LG(多组分同步检测,质量范围1-300amu)

5.生物反应器集成平台:EppendorfBioFlo320(集成pCO₂/pO₂/pH三参数探头)

6.气相色谱仪:Agilent8890(TCD检测器,PorapakQ色谱柱)

7.动态配气系统:ENVIRONICSS4000(CO₂混合精度±0.1%设定值)

8.数据采集模块:NATIONALINSTRUMENTScDAQ-9189(采样率100kS/s,24位ADC)

9.渗透压仪:ADVANCEDINSTRUMENTSMODEL3320(测量范围0-2000mOsm/kg)

10.流量校准器:BIOSDEFENDER530(流量范围5mL/min-30L/min,精度±1%)

11.压力衰减测试仪:PTIVERIFY(分辨率0.001psi,符合ASTMD4991)

12.微型生物反应器阵列:APPlikonMicro-Matrix(48通道并行CER监测)

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

以上是与"生物反应器二氧化碳代谢检测"相关的简单介绍,具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。

服务项目


材料检测服务 专业分析各类金属、非金属材料的成分、结构与性能,提供全面检测报告和解决方案。包括金属材料力学性能测试、高分子材料老化试验、复合材料界面分析等。
化工产品分析 精准检测各类化工产品的成分、纯度及物理化学性质,确保产品质量符合国家标准。服务涵盖有机溶剂分析、催化剂表征、高分子材料分子量测定等。
环境检测服务 提供土壤、水质、气体等环境检测服务,助力环境保护与污染治理,共建绿色家园。包括VOCs检测、重金属污染分析、水质生物毒性测试等。
科研检测认证 凭借专业团队和先进设备,致力于为企业研发、质量控制及市场准入提供精准可靠的技术支撑,助力品质提升与合规发展。