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红霉素发酵过程在线监测
发布日期:2026-09-10 12:43:03

所属行业:生物制药 / 抗生素发酵

应用产品:RS2100PAT在线拉曼分析仪 + PR212生物浸入式拉曼探头(耐受CIP/SIP原位灭菌)


发酵过程的“过程之眼”,让每一批都稳定可控

▍行业背景

红霉素是大环内酯类抗生素的经典代表,属于14元环大环内酯,临床上广泛用于呼吸道感染以及支原体、衣原体感染的治疗,同时作为克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素等第二代大环内酯类药物的合成前体,市场地位稳固。

其工业生产以红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)为生产菌株,采用深层液体发酵工艺,是典型的次级代谢产物发酵——菌体先生长、后产抗,发酵周期长达5~7天。

红霉素发酵产物并非单一物质,而是红霉素A、B、C等多个组分的混合物,其中红霉素A(Ery-A)是有效活性成分,其含量占比直接决定产品的效价与质量等级。实时掌控效价积累、总糖消耗、菌体生长以及组分A占比,正是红霉素发酵精细化管控的核心需求。

红霉素分子的内酯环、糖苷键等结构具有特征的拉曼分子指纹,效价、总糖、菌浓、组分A等参数均能在拉曼光谱中获得良好响应,为在线无损监测提供了天然优势。


▍客户痛点

红霉素发酵周期长、参数耦合强,传统方式依赖人工每4~6小时取样一次,用HPLC测效价与组分、用化学法测总糖、用离心或光密度法测菌浓,数据严重滞后(约4~12小时),无法及时反映罐内真实状态。

补料决策只能依赖“经验+滞后数据”,极易出现补糖偏差:补糖过多导致糖分积累、菌体过度生长而产素受抑,补糖过少则菌体饥饿、效价下降。据行业报告,发酵过程因控制不精准导致的效率损失高达15%~30%。

更重要的是,组分A占比需离线HPLC检测才能得知,一旦A组分偏低、B/C组分偏高,往往到临近放罐才被发现,整罐产品质量等级下降;反复取样破坏无菌屏障,染菌风险高,批次间波动大、质量一致性难以保障。


▍鉴知解决方案

鉴知技术采用RS2100在线拉曼分析仪,搭配PR212生物浸入式拉曼探头(CIP/SIP原位灭菌设计),直接插入发酵罐内,实现红霉素效价、总糖、菌体浓度、组分A等多参数的在线实时分析。

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·       原位免取样:浸入式探头直接接触发酵液,无需穿破无菌屏障,从源头消除染菌风险

·       多参数同步:一根探头同时监测红霉素效价、总糖、菌浓、组分A,全面还原发酵进程,全面还原发酵进程

·       荧光抑制:1064nm激发波长有效抑制发酵液荧光背景干扰,信号稳定、基线平稳

·       实时互联:数据秒级回传中控系统(支持Modbus、4-20mA、TCP等多种协议),24小时连续监测,支撑碳源与前体的闭环协同补料

·       智能建模:自学习建模与一键自动建模,快速构建定量分析模型,适配不同菌株与培养基配方


▍应用价值

·       数据量:从每天数条离线数据提升至千条级实时数据

·       响应速度:从4~12小时缩短至秒级

·       效价提升:精准补糖控制,效价可提升20%~33%

·       质量保障:消除补料偏差,批次间一致性与稳定性显著提升

·       安全性:彻底消除取样环节的染菌风险,避免整罐报废

·       经济效益:避免整罐报废损失,ROI回收期约1~2年


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