一种用于生物反应过程在线取样检测装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111289295A(43)申请公布日2020.06.16(21)申请号201811490239.6(22)申请日2018.12.06(71)申请人洛阳华清天木生物科技有限公司地址471023河南省洛阳市经济技术开发区长夏门街2号长夏门湖园18号楼(72)发明人王立言段保峰姜建星(51)Int.Cl.G01N1/10(2006.01)G01N27/30(2006.01)G01N21/31(2006.01)G01N33/50(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种用于生物反应过程在线取样检测装置及其方法(57)摘要本发明涉及一种用于生物反应过程在线取样检测装置，包括取样留样模块和反应检测模块两大功能模块，以及对反应检测数据进行收集和信息处理与反馈的控制系统。本发明能够实现生物反应过程的在线留样和快速检测，依据所检测数据可以及时了解生物反应过程的动态变化，可以进一步实现精准的反馈控制。CN111289295ACN111289295A权利要求书1/2页1.一种用于生物反应过程在线取样检测装置，包括液压动力源，所述液压动力源通过管道与生物反应器相连；多个管道切换阀，所述管道切换阀均是多通道切换阀；多个电磁控制阀，所述电磁控制阀分别用于控制液体或气体管路的开关；多个注射泵，所述注射泵可以对注入管道中的体积进行精确控制，其中至少一个注射泵的液体管道与光纤光谱仪相连；废液瓶，所述废液瓶一个或多个；多个反应检测池，所述反应检测池一端连接管道、一端通过管道与废液瓶相连；多个稀释池，所述稀释池直接或者间接与注射泵相连；气压动力源，所述气压动力源用于控制无菌空气流入管道中；低温保存箱，所述低温保存箱中设置有自动留样装置；液体混合芯片，所述液体混合芯片设置有T型通道；溶剂瓶，所述溶剂瓶中装有用于稀释的溶剂；管道，所述管道至少为内径不同的两种管道；控制系统，所述控制系统包括用于控制液压动力源进液时间、流速、流量的控制器，用于控制气压动力源进气时间、流速、流量的控制器，用于控制管道切换阀、电磁切换阀工作状态的控制器，用于控制注射泵启动注入或者反抽液体动作、流速、流量的控制器，用于控制低温保存箱运行状态的控制器，以及通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路，专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA；显示界面，所述显示界面显示液样动作状态、液样检测的实时数据、液样释倍数、数据分析曲线。2.根据权利要求1所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述液压动力源为注射泵、蠕动泵、隔膜泵和/或柱塞泵，所述气压动力源为气泵。3.根据权利要求1或2中任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，还包括盛放标定液的进样容器，其通过管道切换阀与反应池相连。4.根据权利要求1~3中任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述反应检测池中设测定电极和/或设有设有检测溶剂，所述测定电极为pH电极、溶氧电极、离子检测电极、葡萄糖酶电极、乳酸酶电极、谷氨酸酶电极、赖氨酸酶电极中的任意一种。5.根据权利要求1~4任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述用于生物反应过程在线取样检测装置的检测内容包括OD、pH、溶氧DO、底物浓度和产物浓度，所述底物浓度和产物浓度包括碳源含量、氮源含量。6.根据权利要求1~5任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述自动留样装置中放置有若干留样容器，每次留样过程的时间为30s-1min，两次留样间隔时间为5min-0.5d，进一步优选1-2h，在取样检测过程中形成的液样死体积在0.02-2mL。7.根据权利要求1~6任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述反应检测池中的液样反应检测时间为0.2-30min。8.根据权利要求1~7任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所2CN111289295A权利要求书2/2页述多通道管道切换阀为三通道切换阀、四通道切换阀、五通道切换阀、六通道切换阀、七通道切换阀、八通道切换阀中的一种或者多种。9.根据权利要求1~8任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置，其特征在于，所述用于生物反应过程在线取样检测装置分为取样留样模块和反应检测模块两大功能模块，所述控制系统对取样留样模块和反应检测模块两大功能模块进行控制，并对反应检测数据进行收集和信息处理与反馈。10.根据权利要求1~9任一所述的用于生物反应过程在线取样检测装置的方法，包括以下步骤：第一步，对取样留样模块进行灭菌；第二步，所述在线检测装置连接到生物反应器接口上；第三步，启动在线检测装置，进行留样参数、检测间隔时间、检测参数设置，开始运行；第四步