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发酵过程葡萄糖在线检测系统的研制
  • ISSN号:0253-3820
  • 期刊名称:分析化学
  • 时间:2012.12.15
  • 页码:1945-1949
  • 分类:TS761.2[轻工技术与工程—制浆造纸工程]
  • 作者机构:[1]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124, [2]内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特010050
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.61174109,60974133); 北京市教委科技计划面上项目(No.KM201210005002)资助项目
  • 相关项目:基于多元统计方法的间歇过程监控与故障诊断研究
中文摘要:

发酵工艺中的高温蒸气灭菌过程使得传统"酶膜"方式葡萄糖生物传感器不能在线使用,导致不能实时控制葡萄糖的补加量,进而影响发酵的质量和产率。为了解决这一问题,本研究构建了一套用于发酵过程的葡萄糖在线检测系统。利用研制的耐高温的"酶液"方式葡萄糖生物传感器解决了"酶膜"方式传感器高温后无法正常工作的问题;利用研制的耐高温的透析取样系统解决了在线取样难题。实验表明:本传感器对葡萄糖的灵敏度达到0.259 nA/(mg/L);检出限为0.7 mg/L。对于500 mg/L葡萄糖浓度测量结果的相对标准偏差为2.02%;在0~1000 mg/L范围内,系统响应信号与葡萄糖浓度呈线性关系;本系统与商品化SBA-40E生物传感分析仪离线测量结果相比,呈现显著的线性相关关系。且线性相关方程的斜率k≈1。利用此检测系统对大肠杆菌发酵过程中的葡萄糖浓度进行了在线测量,并与SBA-40E生物传感分析仪离线测量结果进行了对比,变化趋势基本一致。

英文摘要:

Due to the high temperature steam sterilization in the fermentation process,traditional "enzyme membrane" glucose biosensors are no longer suitable for online glucose detection.This leads to failure of real-time glucose feeding control,consequently affecting the quality and yields of fermentation.In order to solve this problem,a glucose on-line detection system for monitoring the fermentation process was set up.The problem was solved by using a self-developed "enzyme solution" glucose biosensor which stands high temperature.Another difficult problem about on-line sampling was solved by using a self-developed dialysis sampling system which also stands high temperature.Experimental results show that the sensitivity of the sensor is 0.259 nA/(mg/L),the detection limit is 0.7 mg/L and the RSD is 2.0% at the glucose concentration of 500 mg/L,and that the system responds linearly to the glucose concentration in the range of 0-1000 mg/L.These results were compared with those on a commercial off-line SBA-40E Biosensing analyzer,exhibiting an excellent linear correlation with the linear coefficient close to 1.Glucose concentration was measured on-line in the coli fermentation process with the detection system,and the results exhibit the same variation trend to the commercial off-line SBA-40E Biosensing Analyzer.

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期刊信息
  • 《分析化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院长春应用化学研究所
  • 主编:杨秀荣
  • 地址:长春市人民大街5625号
  • 邮编:130022
  • 邮箱:fxhx@ciac.ac.cn
  • 电话:0431-85262017
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3820
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1125/O6
  • 邮发代号:12-6
  • 获奖情况:
  • 1999获首届国家期刊奖,2000年获中国科学院优秀期刊特别奖,2001年入选中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:52455