Softsensing für Bioprozesse

Bioprozesse könnten durch eine Überwachung zellspezifischer Charakteristika besser gesteuert werden. Bislang fehlen allerdings analytische Instrumente, die solche Variablen direkt messen. Spezielle mathematische Operationen, sogenannte Softsensors, eignen sich für die indirekte Abschätzung physiologischer Variablen, indem sie besser zugängliche physikalische Messungen kombinieren. In einer Studie wurde jetzt ein solcher Softsensing-Ansatz für die Penicillin-Produktion in Fed-Batch-Pilzkulturen entwickelt. Der Softsensor kombiniert Raman-spektroskopische Daten zur Penicillin-Konzentration und Messwerte des Sauerstoff- und des Kohlendioxid-Gehalts im Abluft-Strom mit einem dynamisch-mechanistischen Bioprozess-Modell. Mithilfe eines Partikelfilter-Algorithmus ermöglichte der Softsensor eine Online-Abschätzung der Biomasse-Konzentration, der spezifischen Wachstumsrate sowie der spezifischen Produktionsgeschwindigkeit von Penicillin.

DOI: 10.1002/cite.201500101
Christoph Herwig, Technische Universität Wien, Österreich
E-Mail: christoph.herwig@tuwien.ac.at