專利名稱：使用中紅外光譜術(shù)測量生物過程的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用中紅外光譜術(shù)測量生物過程的方法和裝置。相關(guān)技術(shù)討論分析儀器和/或技術(shù)力圖測量和/或監(jiān)測過程。氣相色譜、質(zhì)譜術(shù)、高效液相色譜和量熱術(shù)，代表了用于過程測量的已知裝置和/或程序。近來對環(huán)境的擔憂和有限的自然資源，驅(qū)動了源自于非化石原料的材料、例如通過生物過程生產(chǎn)的材料的開發(fā)和利用。然而，盡管在分析儀器和技術(shù)中已有上述技術(shù)，但對用于測量生物過程、例如檢測生物過程的反應物、產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物并在生物過程中可靠地在線運行(operating on-line)的其他方法和裝置，仍存在需求。發(fā)明概述本發(fā)明涉及使用中紅外光譜術(shù)測量生物過程的方法和裝置。所述方法和裝置能夠檢測生物過程的反應物、產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物，同時在生物過程中可靠地在線運行。根據(jù)第一個實施方案，本發(fā)明包括用于測量生物過程的方法。所述方法包括在生物活性階段期間將中紅外信號導入生物過程樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜的步驟。方法包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生參比光譜的步驟，以及將樣品光譜與參比光譜合并以形成調(diào)整過的樣品光譜的步驟。根據(jù)第二個實施方案，本發(fā)明涉及測量生物過程的第二種方法。所述第二種方法包括將中紅外信號導入生物過程的初始樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜的步驟。第二種方法包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜的步驟。第二種方法包括將初始樣品光譜與初始參比光譜合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜的步驟，以及將中紅外信號導入生物過程的一個或多個后續(xù)樣品的步驟。第二種方法包括從中紅外信號檢測樣品光譜以形成一個或多個后續(xù)樣品光譜的步驟，以及通過參比介質(zhì)產(chǎn)生與所述一個或多個后續(xù)樣品光譜中的每一個相對應的一個或多個后續(xù)參比光譜。第二種方法包括將所述一個或多個后續(xù)樣品光譜與相應的一個或多個后續(xù)參比光譜合并、以形成一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜的步驟，以及從所述一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜的每一個中減去調(diào)整過的初始樣品光譜、以形成一個或多個差光譜(difference spectra)的步驟。根據(jù)第三個實施方案，本發(fā)明涉及用于測量生物過程的裝置。所述裝置包括中紅外光譜儀以及與所述光譜儀光連接并適合與生物過程的至少一部分流體連通的探測器。所述裝置包括與光譜儀光連接的參比介質(zhì)。附圖簡述整合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖，對本發(fā)明的實施方案進行了說明，并且與描述部分一起，用于解釋本發(fā)明的特點、優(yōu)點和原理。在附圖中，

圖1示意性顯示了一個實施方案的生物過程；圖2顯示了一個實施方案的初始參比光譜；
圖3顯示了一個實施方案的初始樣品光譜；圖4顯示了一個實施方案的調(diào)整過的初始樣品光譜；圖5顯示了一個實施方案的調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜；圖6顯示了一個實施方案的差光譜；圖7示意性顯示了一個實施方案的方法流程圖；圖8示意性顯示了一個實施方案的處于打開位置的探測器外殼；圖9示意性顯示了處于關(guān)閉位置的圖8的探測器外殼；圖10示意性顯示了一個實施方案的生物過程；圖11顯示了一個實施方案的糖的光譜；圖12顯示了一個實施方案的葡萄糖的光譜；圖13顯示了一個實施方案的麥芽提取物的光譜；圖14顯示了一個實施方案的乙醇的光譜；圖15顯示了一個實施方案的實驗設(shè)置；圖16顯示了一個實施方案的發(fā)酵光譜；圖17顯示了一個實施方案的時間依賴性光譜；圖18顯示了一個實施方案的原始和差減光譜；圖19顯示了一個實施方案的分量模型準確度的圖；以及圖20顯示了一個實施方案的重力模型準確度的圖。詳細描述本發(fā)明涉及使用中紅外光譜術(shù)測量生物過程的方法和裝置。根據(jù)一個實施方案， 本發(fā)明可以包括使用獨立光纖參比回路測量光譜儀間隙空間(interstitial space)的吸收光譜以產(chǎn)生背景光譜。方法可以包括在接種后立即測量生物過程的吸收光譜以產(chǎn)生初始光譜。方法可以包括從初始光譜中減去背景光譜以產(chǎn)生參比光譜。在后來的時間點，本發(fā)明可以包括使用獨立光纖參比回路測量光譜儀間隙空間的吸收光譜以產(chǎn)生第二個背景光譜。 也在后來的時間點，方法可以包括測量生物過程的吸收光譜以產(chǎn)生后來的光譜。方法可以包括獲取第二個背景光譜與后來的光譜的比率以產(chǎn)生過程光譜。方法可以包括從過程光譜中減去參比光譜以產(chǎn)生產(chǎn)物光譜。不受理論的束縛，所述方法能夠?qū)庾V中可能降低光譜儀的準確度和/或特異性的特征，例如水蒸氣、二氧化碳等進行校正。所述方法能夠增強原本將被背景和/或污染物的峰掩蓋的特征。根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明可以至少部分用下列方程描述。吸光度(A)= -log (1/1。)= a. b. cA = -log(Is/Is0)= -log(Is/Ir. Ir/Is0)= -log(Is/Ir)-log(Ir/Is0)= -log(Is/Ir)+log(Is0/Ir)= Asr-As0r其中s =樣品，r =參比回路。圖1示意性顯示了一個實施方案的生物過程10。生物過程10使用反應容器。生物過程10可以使用通過光纖電纜14與光譜儀16相連的中紅外探測器12進行測量。光譜儀16還通過光纖電纜14與參比介質(zhì)18相連。圖2將初始參比光譜顯示成χ-軸為波數(shù)(厘米_0、y-軸為吸光度(吸光度單位) 的圖。初始參比光譜包括約800厘米―1至約1，100厘米―1之間的水蒸氣特征。初始參比光譜包括約2，300厘米―1至約2，400厘米―1之間的二氧化碳特征。圖3將初始樣品光譜顯示成χ-軸為波數(shù)(厘米_0、y-軸為吸光度(吸光度單位) 的圖。圖4將調(diào)整過的初始樣品光譜顯示成χ-軸為波數(shù)(厘米-1)、y-軸為吸光度(吸光度單位)的圖。圖4的調(diào)整過的初始樣品光譜是將圖3的初始樣品光譜與圖2的初始參比光譜合并而得到的。圖5將調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜顯示成χ-軸為波數(shù)(厘米―1)、y-軸為吸光度(吸光度單位)的圖。圖5的調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜是將后續(xù)樣品光譜(未顯示)與后續(xù)參比光譜(未顯示)合并而得到的。圖6將差光譜顯示成χ-軸為波數(shù)(厘米_i)、y-軸為吸光度(吸光度單位)的圖。 圖6的差光譜是從圖5的后續(xù)參比光譜中減去圖4的調(diào)整過的初始樣品光譜而得到的。差光譜在600厘米―1至1，800厘米―1之間顯示出光譜。差光譜可以適用于化學計量模型的開發(fā)。圖7示意性顯示了一個實施方案的測量生物過程的方法的流程圖?？駻表示通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜的步驟。框B表示將中紅外信號導入生物過程的初始樣品、并從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜的步驟。框C表示將初始樣品光譜(框B) 與初始參比光譜(框A)合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜(框C)的步驟。框D表示通過參比介質(zhì)產(chǎn)生一個或多個后續(xù)參比光譜的步驟。框E表示將中紅外信號導入生物過程的一個或多個后續(xù)樣品、并從中紅外信號檢測樣品光譜以形成與所述一個或多個后續(xù)參比光譜中每一個相對應的一個或多個后續(xù)樣品光譜的步驟?？騀表示將所述一個或多個后續(xù)樣品光譜(框E)與所述相應的一個或多個后續(xù)參比光譜(框D)合并以形成一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜(框F)的步驟?？騁表示從一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜(框F)的每個中減去調(diào)整過的初始樣品光譜(框C)、以形成一個或多個差光譜(框G)的步驟。圖8示意性顯示了一個實施方案的探測器12和探測器外殼20，其中隔離器件沈處于對生物過程10的開放位置中。探測器12具有探測器表面22，其與生物過程10接觸并可以用沖洗流體觀清潔。探測器外殼20包括固定環(huán)、通氣槽、填裝槽、過程槽、密封環(huán)和任選的槽溝。理想地，探測器外殼20包括可以在開放、居間和/或關(guān)閉位置之間移動和/或滑動的環(huán)形幾何形狀。圖9示意性顯示了一個實施方案的圖8的探測器12和探測器外殼20，其中隔離器件沈處于對生物過程10(未顯示)的關(guān)閉位置中。圖10示意性顯示了一個實施方案的生物過程10。探測器12穿過探測器外殼20 插入到生物過程10中。探測器12與光譜儀16相連。探測器外殼20與用于沖洗流體觀的沖洗系統(tǒng)34相連。沖洗系統(tǒng)34包括連接管線、管道、閥、配件、泵、儲液器等。沖洗系統(tǒng) 34具有控制器32，并與還連接光譜儀16的計算機30相連。
根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明可以包括測量生物過程的方法。方法可以包括在生物活性階段期間將中紅外信號導入生物過程樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜的步驟。方法可以包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生參比光譜的步驟，以及將樣品光譜與參比光譜合并以形成調(diào)整過的樣品光譜的步驟。測量廣義上是指對組成成分的量和/或數(shù)量、例如摩爾百分數(shù)進行確定、檢測、換算、計量等。組成成分和/或組分可以在任何適合的基礎(chǔ)上測量，例如以摩爾計、以質(zhì)量計、 以體積計等。過程廣義上是指引起例如結(jié)果和/或后果的步驟、行動和/或事件。過程可以是連續(xù)、離散、分批、半連續(xù)、半分批的，等等。生物廣義上是指生命系統(tǒng)、活的過程和/或活生物體，例如古菌、細菌和/或真核生物。根據(jù)一個實施方案，生物包括生物來源的化合物，例如酶、蛋白質(zhì)等。根據(jù)一個實施方案，生物不包括成為化石的和/或古代的材料，例如其生命在至少約1，000年前結(jié)束的材料。生物過程可以包括任何適合的活系統(tǒng)和/或源自于活系統(tǒng)的項目和/或步驟，例如發(fā)酵、細胞培養(yǎng)、有氧呼吸、厭氧呼吸、分解代謝反應、合成代謝反應、生物轉(zhuǎn)化、糖化、液化、水解、解聚、聚合等。導入廣義上是指指向、延伸、投向、照向、照亮等。信號廣義上是指用于傳送和/或傳達信息的物質(zhì)，例如可檢測的物理量和/或脈沖。根據(jù)一個實施方案，所述信號包含具有適合頻率的穩(wěn)定光束。在備選方案中，信號可以包括波長、頻率、振幅、相等的變動和/或脈沖式變化。中紅外廣義上是指電磁波譜的波長長于可見光但短于微波的部分，例如波數(shù)在約 4，000厘米―1至約400厘米―1之間、約3，000厘米―1至約1，000厘米―1之間、約1，500厘米―1 至約2，500厘米―1之間等。中紅外光可以具有任何適合的波長，例如約30微米至約2. 5微米之間、約25微米至約5微米之間等。中紅外可用于研究基本振動和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-振動結(jié)構(gòu)，例如對稱伸縮、不對稱伸縮、剪式、搖動、擺動、扭轉(zhuǎn)等。進入廣義上是指引入、導入、插入、包含在內(nèi)等。樣品廣義上是指較大整體和/或群組的代表性部件和/或部分，例如具有整體的品質(zhì)和/或特點的部分。根據(jù)一個實施方案，樣品可以從生物反應容器內(nèi)含物的一部分獲取。根據(jù)一個實施方案，樣品可以通過直接插入到生物反應容器中來獲取。樣品可以從體相抽取、在原位獲取、在線獲取、離線獲取、從外部獲取等。期間廣義上是指在持續(xù)時間或時間段中。生物活性階段廣義上是指在活性生物過程例如細胞代謝、生物轉(zhuǎn)化、細胞生長等的時間段期間。根據(jù)一個實施方案，生物活性階段包括無活性和/或休眠期。替代地，在一個實施方案中，生物活性階段可以不包括無活性和/或休眠期，例如剛好在接種之前和/或之后在生物過程中沒有顯著細胞活性。根據(jù)一個實施方案，生物活性階段包括遲緩期、指數(shù)期、對數(shù)期、靜止期、衰亡期、死亡期等。檢測廣義上是指發(fā)現(xiàn)、確定、測量到存在、出現(xiàn)、事實等。光譜廣義上是指頻率和/或波長的范圍，例如可以包括連續(xù)的范圍和/或離散的范圍。光譜可以顯示在每個波長處有多少透射光，以揭示出吸收了多少能量。
理想地，具有峰和/或谷的樣品光譜對應于生物過程的元素、化合物、分子、組成成分等。樣品光譜可以對應于和/或代表生物過程期間的任何適合時間和/或時間段，例如活化期間、第一轉(zhuǎn)化階段期間、第二轉(zhuǎn)化階段期間、第三轉(zhuǎn)化階段期間、第四轉(zhuǎn)化階段期間、 終結(jié)階段期間等。對應于樣品光譜的可用原料可以發(fā)生任何適合量的轉(zhuǎn)化，例如以質(zhì)量計至少約10 %、至少約20 %、至少約30 %、至少約40、至少約50 %、至少約60 %、至少約70 %、 至少約80%、至少約90%等?？梢杂萌魏芜m合的頻率獲取樣品光譜，例如至少約每秒鐘1次、至少約每分鐘1 次、至少約每5分鐘1次、至少約每10分鐘1次、至少約每小時4次、至少約每小時1次、至少約每4小時1次、至少約每8小時1次、至少約每天2次、至少約每天1次、至少約每2天 1次、至少約每5天1次、至少約每周1次、至少約每2周1次，等等。 產(chǎn)生廣義上是指制造、收集、發(fā)生、使之存在等。參比廣義上是指被參照或參考的某類事物，例如信息源。參比介質(zhì)廣義上是指例如可用于提高生物過程讀取的質(zhì)量和/或內(nèi)容的任何適合的物質(zhì)。參比介質(zhì)可以包括水、發(fā)酵材料、空氣、光纖電纜等。參比介質(zhì)可以包括能夠引導中紅外信號從其通過的封閉的介質(zhì)樣品。發(fā)酵材料可以代表過程中任何適合的點，例如發(fā)酵周期的起始點、發(fā)酵周期的中間點、發(fā)酵周期的終點等。參比介質(zhì)可以提供空氣背景、 水背景、對應于光譜儀內(nèi)部的背景等。不受理論的束縛，光纖回路可以允許除去可能隨著光譜儀操作的變化(內(nèi)部條件)隨時間改變的特征。光纖回路可以包括從光譜儀的光源連到檢測器的單光纖電纜。根據(jù)一個實施方案，光纖回路不包括其他器件和/或介質(zhì)。不受理論的束縛，光譜儀內(nèi)條件的變化可能在來自生物過程的信號中產(chǎn)生噪音和 /或缺乏清晰度。使用參比光譜能夠去除和/或過濾樣品光譜中的噪音。噪音可以由光譜儀內(nèi)水蒸氣含量(濕度)、二氧化碳含量等的變化而產(chǎn)生。例如，當監(jiān)測發(fā)酵系統(tǒng)時，可以在用微生物接種后發(fā)酵開始時獲取樣品光譜。盡管光譜儀可以被氣密密封，但在生物過程期間光譜儀內(nèi)的水蒸氣含量仍可能改變，使得后續(xù)樣品當用光譜儀檢測時可能包括來自于水蒸氣變化的噪音。使用參比介質(zhì)能夠減少和/或去除來自光譜的噪音。合并在廣義上是指樣品光譜與參比光譜的加、減、乘、除、取對數(shù)、取指數(shù)、取比率、 完成變換(拉普拉斯(LaPlace)變換、傅里葉(i^ruier)變換等)、取導數(shù)、取積分和/或任何其他適合的數(shù)學操作。根據(jù)一個實施方案，可以從樣品光譜中減去參比光譜以形成和 /或制成調(diào)整過的樣品光譜。理想地，本發(fā)明的方法和裝置能夠為生物過程提供實時和/或在線數(shù)據(jù)或信息。 例如，探測器可以在原位或過程的外部與過程相接。中紅外信號可以穿透到樣品中任何適合的深度，例如約1微米至約10微米之間、 約2微米至約8微米之間、約3微米至約7微米之間、約4微米至約6微米之間、至少約2 微米、至少約3微米等。將中紅外信號通過樣品能夠形成透射信號和/或反射信號。參比光譜、樣品光譜和/或調(diào)整過的樣品光譜可以包括對應于分子伸展、分子彎曲等的值。參比光譜、樣品光譜和/或調(diào)整過的樣品光譜可以含有對應于碳單鍵(約900 厘米―1至約1，500厘米―1之間)、碳雙鍵(約1，500厘米―1至約1，800厘米―1之間)、碳叁鍵(約2，100厘米―1至約2，300厘米―1之間)、碳-氧鍵、碳-氮鍵、氧-氫鍵(約3，300 厘米―1至約3，500厘米―1之間)、氮-氫鍵等的值。碳雙鍵可以包括碳-碳鍵、碳-氧鍵、碳-氮鍵等。碳叁鍵可以包括碳-碳鍵、碳-氮鍵等。參比光譜、樣品光譜和/或調(diào)整過的樣品光譜可以含有對應于任何適合的材料、 元素、化合物和/或分子的值，例如丙酮、乙醛、乙醇、丁醇、戊醇、異戊二烯醇、異戊二烯、丁醛、乙酸、乳酸、丙酮酸、甘油、戊糖、己糖、脂肪醇、脂肪酸、酰基甘油酯(包括甘油單酯、二
酯、三酯)、二氧化碳、一氧化碳等。根據(jù)一個實施方案，生物過程包括可再生材料的生產(chǎn)和/或制造。可再生材料廣義上是指至少部分源自于能夠被自然生態(tài)循環(huán)和/或資源更替的來源和/或過程的物質(zhì)和 /或物品。可再生材料廣義上可以包括化學品、化學中間體、溶劑、單體、寡聚物、聚合物、生物燃料、生物燃料中間體、生物汽油、生物汽油摻配油、生物柴油、綠色柴油、可再生柴油、生物柴油摻配油、生物餾出物等。理想地，但不是必需的，可再生材料可以源自于活的生物體， 例如植物、藻類、細菌、真菌等。生物燃料廣義上是指適合用作源自于可再生來源的燃料或燃燒源的組分或料流， 所述可再生來源例如可以可持續(xù)生產(chǎn)和/或向大氣的凈碳排放降低或沒有的那些。根據(jù)一個實施方案，可再生資源可以不包括挖掘或鉆探的材料，例如來自于地下的材料。理想地， 可再生資源可以包括單細胞生物、多細胞生物、植物、真菌、藻類、栽培作物、非栽培作物、木材等。生物燃料可以適合用作運輸燃料，例如用于陸上交通工具、海上交通工具、空中交通工具等。生物燃料可以適合用于產(chǎn)生動力，例如產(chǎn)生蒸汽和/或發(fā)電。生物汽油廣義上是指適合于直接使用和/或摻配到汽油池(gasoline pool)和/ 或辛烷供應物中、源自于可再生來源的組分或料流，例如甲烷、氫氣、合成氣(合成)、甲醇、 乙醇、丙醇、丁醇、二甲基醚、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、己醇、脂族化合物(直鏈、支鏈和/或環(huán)狀)、庚烷、異辛烷、環(huán)戊烷、芳香族化合物、乙苯等。丁醇廣義上是指1-丁醇、2-丁醇、異丁醇的產(chǎn)物和衍生物、其他異構(gòu)體等。生物汽油可以用于火花點火式發(fā)動機、例如汽車汽油內(nèi)燃發(fā)動機中。根據(jù)一個實施方案，生物汽油和/或生物汽油摻配油滿足或符合工業(yè)上接受的燃料標準。生物柴油廣義上是指適合于直接使用和/或摻配到柴油池和/或十六烷供應物中、源自于可再生來源的組分或料流，例如脂肪酸酯、甘油三酯、脂類、脂肪醇、烷烴、石腦油、餾程材料、石蠟族材料、芳香族材料、脂族化合物(直鏈、支鏈和/或環(huán)狀)等。生物柴油可用于壓縮發(fā)動機、例如汽車的柴油內(nèi)燃發(fā)動機中。在備選方案中，生物柴油也可用于燃氣輪機、加熱器、鍋爐等中。根據(jù)一個實施方案，生物柴油和/或生物柴油摻配油滿足或符合工業(yè)上接受的燃料標準。生物餾出物廣義上是指適合于直接使用和/或摻配到航空燃料(噴氣燃料)、潤滑油基料、煤油燃料等中、源自于可再生來源的組分或料流，其沸點范圍在約100°c至約 700°C之間、約150°C至約350°C之間等。根據(jù)一個實施方案，生物過程包括生物質(zhì)發(fā)酵成醇類。生物質(zhì)廣義上是指植物和 /或動物材料和/或至少部分源自于活物質(zhì)、例如木質(zhì)纖維素來源的物質(zhì)。木質(zhì)纖維素的廣義上是指含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等，例如植物材料。木質(zhì)纖維素材料可以包括任何適合的材料，例如糖用甘蔗、糖用甘蔗渣、能源甘蔗、能源甘蔗渣、 水稻、稻草、玉米、玉米秸、小麥、麥桿、玉蜀黍、玉蜀黍秸、高梁、高梁秸、甜高粱、甜高粱秸、 棉花、棉花殘余物、甜菜、甜菜廢粕、大豆、油菜籽、麻風樹、柳枝黍、芒屬植物、其他草本植CN 102549409 A物、木材、軟木、硬木、樹皮、廢木材、鋸末、紙張、廢紙、農(nóng)業(yè)廢物、糞便、糞肥、污水、城市固體
垃圾、任何其他適合的生物質(zhì)材料等。根據(jù)一個實施方案，導入中紅外信號的步驟利用了衰減全反射，其中將中紅外信號從與生物過程的至少一部分流體連通的內(nèi)表面上反射和/或反彈至少約1次。反射和 /或反彈的次數(shù)可以是任何適合的次數(shù)，例如至少約1次、至少約2次、至少約3次、至少約 3. 4次、至少約4次、至少約6次、至少約8次、至少約10次、至少約12次等。從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜的步驟，可以包括檢測從生物過程的樣品反射和/或透射的中紅外信號。根據(jù)一個實施方案，方法還可以包括在生物活性階段之前將中紅外信號導入生物過程的初始樣品的步驟，以及在生物活性階段之前從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜的步驟。方法可以包括在生物活性階段之前通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜的步驟，以及將初始樣品光譜與初始參比光譜合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜的步驟。方法還可以包括從調(diào)整過的樣品光譜中減去調(diào)整過的初始樣品光譜和/或?qū)烧吆喜⒁孕纬刹罟庾V的步驟。初始廣義上是指開始，例如起初。在生物活性階段之前廣義上是指沒有顯著細胞活性的時間段，例如在向生物過程接種或添加微生物之前和/或其后不久，例如不到約10分鐘、不到約5分鐘、不到約2分鐘等。在生物活性階段之前可以包括將原料和液體例如糖和水裝入生物過程容器中之后的時間段。減去和/或合并以形成差光譜，可以包括上面對于形成調(diào)整過的樣品光譜所描述的任何適合的數(shù)學操作和/或技術(shù)。差光譜顯示了從生物過程開始至隨后時間段中生物過程透光度的變化，以例如顯示材料的濃度變化。差光譜對于生物過程期間形成的化合物和/或產(chǎn)物是有用的。對應于其他時間段(之前和/或之后)的其他差光譜，也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。任選地和/或替代地，對于生物過程所消耗的化合物(原料)來說，可以從調(diào)整過的初始樣品光譜中減去調(diào)整過的樣品光譜或其一部分。根據(jù)一個實施方案，差光譜的絕對值能夠基于差光譜顯示化合物的濃度變化。理想地，所述光譜能夠顯示濃度增加(典型為產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物)和/或濃度降低(典型為反應物)。根據(jù)一個實施方案，方法還可以包括在顯示屏(監(jiān)測器)上顯示一個或多個光譜、 在打印基材(紙)上打印一個或多個光譜、在記錄介質(zhì)(磁盤、閃存、可讀光碟)上記錄一個或多個光譜等的步驟。方法可以包括任何適合的有形結(jié)果和/或輸出(outcome)。通過應用化學計量模型，可以將原始和/或裸光譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成有用數(shù)據(jù)。化學計量學廣義上是指通過例如應用和/或使用數(shù)學和/或統(tǒng)計方法或技術(shù)，將對化學過程做出的測量與系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的科學?；瘜W計量學可用于在生物過程例如發(fā)酵液中存在的組分的已知濃度(系統(tǒng)狀態(tài))與從生物過程收集的中紅外光譜(對過程做出的測量)之間建立關(guān)聯(lián)(校準模型)。化學計量模型可以基于數(shù)據(jù)中的變差和/或相關(guān)性?；趯υ紨?shù)據(jù)集中觀察到的變差的不同貢獻，可以將光譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成新的數(shù)據(jù)集。新數(shù)據(jù)集可以由從每個波數(shù)處吸光度的線性組合所制成的正交分量、例如主成分的因數(shù)構(gòu)成。然后可以對模型中每個成分的許多因數(shù)進行限制，以便將使過程信息最大化的因數(shù)包含在預測模型中。根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明可以包括測量生物過程的方法。方法可以包括將中紅外信號導入生物過程的初始樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜的步驟。方法可以包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜的步驟，以及將初始樣品光譜與初始參比光譜合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜的步驟。方法可以包括將中紅外信號導入生物過程的一個或多個后續(xù)樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成一個或多個后續(xù)樣品光譜的步驟。方法可以包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生與所述一個或多個后續(xù)樣品光譜的每一個相對應的一個或多個后續(xù)參比光譜的步驟，以及將所述一個或多個后續(xù)樣品光譜與所述相應的一個或多個后續(xù)參比光譜合并以形成一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜的步驟。方法可以包括從所述一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜的每一個中減去調(diào)整過的初始樣品光譜以形成一個或多個差光譜的步驟。根據(jù)一個實施方案，本文公開的任何方法的步驟可以用本文中明確列出的次數(shù)、 頻率和次序執(zhí)行。在備選方案中，方法的步驟可以被重新排序、重復、省略等。后續(xù)廣義上是指在時間、次序、位置等方面靠后，例如后來。后續(xù)可以包括任何適合的時間段和/或頻率，例如約每分鐘1次、約每10分鐘1次、約每小時1次、約每2小時 1次、約每4小時1次、約每8小時1次、約每日1次等。根據(jù)一個實施方案，中紅外信號可以包括約4，000厘米―1至約400厘米―1之間的波數(shù)，并且參比介質(zhì)可以包括光纖電纜。生物過程可以包括生物質(zhì)分批發(fā)酵成醇類，例如戊糖和/或己糖發(fā)酵成乙醇。方法還可以包括將所述一個或多個差光譜合并以產(chǎn)生一個或多個時間依賴性光譜的步驟，以測量分批過程中時間段期間組成成分的濃度變化。根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明可以包括用于測量生物過程的裝置。所述裝置和/或設(shè)備可以包括中紅外光譜儀以及與光譜儀光連接的探測器。探測器可以適合與生物過程的至少一部分流體連通。裝置可以包括例如在單獨的通道和/或光源上與光譜儀光連接的參比介質(zhì)。上面對方法實施方案的任何部分所描述的任何和/或所有屬性和/或特征，可以適用于本發(fā)明的裝置實施方案。光譜儀廣義上是指用于測量光的波長和/或光譜的儀器，例如具有發(fā)射源和檢測器以測量來自發(fā)射源的散射和/或透射的分析儀器。理想地，可以將光譜儀密封和/或與周圍環(huán)境隔絕。根據(jù)一個實施方案，光譜儀能夠產(chǎn)生波數(shù)在約4，000厘米―1至約400厘米―1 之間的信號。光譜儀可以包括例如使用適合的散熱器冷卻和/或速冷至適合溫度。運行溫度可以包括低于約100°C、約環(huán)境條件、低于約0°C、低于約-100°C、低于約-190°C等。探測器廣義上是指適合于插入到過程的至少一部分中的測試器件。探測器可以包括晶體例如金剛石、藍寶石等。理想地，但不是必需的，探測器可以利用衰減全反射。光連接可以包括任何適合的導管和/或纜線，例如光纖電纜、鏡管、可視通路(視覺線路)等。根據(jù)一個實施方案，裝置不包括使用光導管。流體連通廣義上是指通過例如直接插入、管道連接、管線連接等，與過程的至少流體和/或液體部分相接觸。正如上面關(guān)于方法所討論的，裝置的參比介質(zhì)可以包括水、空氣、發(fā)酵材料、光纖電纜等。也正如上面關(guān)于方法所討論的，探測器可以將中紅外信號從與生物過程的至少一部分流體連通的內(nèi)表面上反射至少1次。裝置可以包括與光譜儀相連的任何其他適合設(shè)備，例如計算機。計算機可以包括任何適合的部件，例如處理器、存儲裝置、顯示裝置、打印裝置、軟件程序等。根據(jù)一個實施方案，裝置可以包括適合于沖洗機制的探測器外殼，以使沖洗流體流過和/或通過至少一部分探測器表面。不受理論的束縛，生物過程中的固體和/或其他材料可能弄臟和/或黏附于探測器表面而降低信號質(zhì)量。探測器外殼可以由任何適合的材料制造和/或構(gòu)造，所述材料例如碳鋼、不銹鋼、鎳合金、其他合金、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、含氟聚合物、工程樹脂、其他聚合物、復合材料等。沖洗流體可以包括任何適合的材料，例如水、發(fā)酵液、乙醇、甲醇、丙醇、糖溶液、乙酸、空氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、其他溶劑、其他稀釋劑等。沖洗流體可以利用動力裝置，例如離心泵、正排量泵等。沖洗流體可以利用一個或多個儲存容器，例如儲液器、罐、瓶、濾器等。沖洗流體和/或清潔溶液可以使用齒輪泵來提供正向流和/或反向流兩者。理想地，但不是必需的，探測器外殼可以提供探測器與生物過程的可移動隔離，以提供清洗模式和/或操作。探測器外殼可以為潤濕的探測器部分提供原位滅菌。外部探測器外殼可以通過蒸汽或其他適合的程序清潔。根據(jù)一個實施方案，探測器外殼可以包括隔離器件，所述隔離器件可以在使至少一部分探測器表面暴露于生物過程的第一位置與使至少一部分探測器表面暴露于沖洗流體的第二位置之間移動，例如具有一般為同心環(huán)形的構(gòu)型。所述隔離器件可以包括通過水壓、例如通過齒輪泵在正向和/或反向之間的電切換而在開放與關(guān)閉位置之間移動的含氟聚合物探測器密封件。探測器可以用任何適合的頻率沖洗，例如約每小時1次、約每日1次、約每2日1 次、約每周1次等。
實施例實施例1乙醇(99.8Vol% )、D(+)葡萄糖、糖(蔗糖)、麥芽提取物和啤酒酵母的標準品，是用來證實用于生物過程的中紅外(MIR)技術(shù)的能力和靈敏度的成分。圖11顯示了一個實施方案的糖標準品的光譜，χ-軸上為波數(shù)(厘米―1)，y_軸上為吸光度(吸光度單位)。圖12顯示了一個實施方案的葡萄糖標準品的光譜，χ-軸上為波數(shù)(厘米―1)，y-軸上為吸光度(吸光度單位)。圖13顯示了一個實施方案的麥芽提取物標準品的光譜，χ-軸上為波數(shù)(厘米―1)，y_軸上為吸光度(吸光度單位)。圖14顯示了一個實施方案的乙醇標準品的光譜，χ-軸上為波數(shù)(厘米―1)^-軸上為吸光度(吸光度單位)。通過在無菌燒杯中將80克麥芽提取物用500毫升沸水溶解來執(zhí)行發(fā)酵過程。向燒杯添加120克糖(葡萄糖)以形成水性溶液。然后將水性溶液轉(zhuǎn)移到在整個過程中帶有持續(xù)攪拌和溫度控制的反應容器中。向水性溶液加入另外500毫升水。將0.5克酵母在溫水中溶解15分鐘，然后添加到水性溶液中。
光譜數(shù)據(jù)使用來自于Billerica，Massachusetts，U. S. A 的 Bruker Optics 公司的 Bruker IFS/66 FT-IR 光譜儀獲取。使用來自于蘇格蘭 West Lothian 的 Fibre Photonics 有限公司或是Bruker Optics公司的二次反射金剛石衰減全反射(ATR)探測器，在35°C 下每小時記錄發(fā)酵過程的fflR光譜。ATR探測器通過多晶紅外(PIR)光纖電纜與光譜儀相連。探測器具有2，500厘米―1至600厘米―1之間的量程，分辨率為8厘米―1，每個光譜累積1 次掃描。在每次實驗開始時獲取初始背景光譜。光譜儀裝備有來自于Chelmsford， Massachusetts U. S. Α.的 Brooks Automation 公司的 KBr (溴化鉀)射束分離器和 Cryotiger冷卻器。冷卻器與檢測器連接。Cryotiger冷卻器是低溫致冷器系統(tǒng)，其避免了對單獨的液氮冷卻系統(tǒng)的需要。然后將ATR探測器插入到反應容器中，用于在75小時的葡萄糖發(fā)酵期間記錄光譜。圖15顯示了實施例1中使用的實驗設(shè)置。實驗設(shè)置包括反應容器中的生物過程10。 探測器12插入到生物過程10中，并將光譜儀16和檢測器40與計算機30相連。實驗設(shè)置包括攪拌器36和溫度控制裝置38。圖16顯示了來自于發(fā)酵的光譜，χ-軸上為波數(shù)(厘米―1)，y_軸上為吸光度(吸光度單位)。隨著時間的增加，對應于乙醇的峰增加。交疊的峰可以使單變量校準困難，因此使用了多變量偏最小二乘技術(shù)。使用化學計量學，通過使用主成分分析來分析光譜。主成分分析圖顯示出與葡萄糖和麥芽提取物的消耗相符的向下趨勢。圖還顯示出在約55小時后沒有顯著變化，表明發(fā)酵酵母的活動已經(jīng)停止。使用葡萄糖、麥芽提取物和乙醇混合物的20種校準標準品，根據(jù)一階導數(shù)預處理和二階導數(shù)預處理，建立了偏最小二乘模型。相關(guān)性結(jié)果顯示出實測值與預測值的決定系數(shù)R2在0. 998至0. 905之間。實施例1的結(jié)果顯示，中紅外光譜術(shù)與多變量化學計量校準一起，能夠提供發(fā)酵過程的在線監(jiān)測。一階和二階導數(shù)光譜與主成分分析分值和載荷圖一起，給出了關(guān)于葡萄糖向乙醇生物轉(zhuǎn)化的解釋性信息。偏最小二乘法模型為三種成分或分析物(葡萄糖、麥芽提取物和乙醇)提供了良好的估算，顯示出可以用過程監(jiān)測的準確度來預測生物過程成分的濃度。Cyrotiger檢測器便于連續(xù)光譜的獲取而不需帶有液氮冷卻的檢測器。金剛石 ATR探測器在發(fā)酵試驗期間不會弄臟。實施例2以10升規(guī)模進行了四次小麥面粉發(fā)酵，并使用中紅外光譜術(shù)進行監(jiān)測。從發(fā)酵反應器收集幾個樣品用于分析。建立了用于葡萄糖、甘油和乙醇的化學計量模型。也測試了在位滅菌。使用了來自瑞士 Bottmingen的INFORS HT公司的帶有輔助設(shè)備的Techfors-S不銹鋼生物反應器。將ATR探測器定位于反應器的備用底部端口中。樣品從反應器底部的取樣點收集。經(jīng)過4周執(zhí)行了 4次發(fā)酵。通過將面粉與水的混合物用液化酶在83°C下處理，然后用糖化酶在60°C下處理，來制備發(fā)酵液。將發(fā)酵液無菌轉(zhuǎn)移到發(fā)酵容器中，然后用重新水化的酵母和10毫升15vol. %的消泡劑溶液接種。運行A使用中筋白面，溫度為M°C，酵母接種率為每升介質(zhì)1.74克，攪拌速率為每分鐘350轉(zhuǎn)。運行B使用中筋白面，溫度為M°C，酵母接種率為每升介質(zhì)1.74克，攪拌速率為每分鐘350轉(zhuǎn)。運行C使用中筋白面，溫度為27°C，酵母接種率為每升介質(zhì)1.74克，攪拌速率為每分鐘350轉(zhuǎn)。運行D使用中筋白面，溫度為27°C，酵母接種率為每升介質(zhì)3. 01 克，攪拌速率為每分鐘500轉(zhuǎn)。使用實施例1中所用的2次反射ATR探測器監(jiān)測發(fā)酵系統(tǒng)。樣品獲取包括來自獨立的光纖參比回路的參比光譜，測量發(fā)酵期間的樣品光譜，以及為發(fā)酵期間的每個時間段獲取參比光譜與樣品光譜的比率以形成調(diào)整過的樣品光譜。每5分鐘重復取樣，四次發(fā)酵中的每一次總共約2，000個原始光譜。通過從調(diào)整過的樣品光譜中減去調(diào)整過的初始樣品光譜(在剛剛接種后)來產(chǎn)生原始光譜，以除去沒有隨時間改變的特征。在一個工作周期間，約每2小時從發(fā)酵容器取出發(fā)酵液樣品，每次發(fā)酵共約20個樣品。使用某些樣品的一部分，通過加入已知量的葡萄糖、甘油和/或乙醇以形成調(diào)整過的樣品，來建立化學計量模型。使用次級驗證探測器為調(diào)整過的樣品產(chǎn)生光譜。將調(diào)整過的樣品離心和過濾，然后對得到的上清液使用高效液相色譜(HPLC)。HPLC分析具有針頭污染、折射率限制以及其他糖類的共洗脫的一些問題。HPLC問題可能人為地增加HPLC數(shù)據(jù)與中紅外數(shù)據(jù)之間的誤差。校準樣品組包括直接來自于反應器中的59個樣品和來自于調(diào)整過的樣品的61個樣品。保留另外M個樣品用于驗證組。使用主成分分析(PCA)，將化學計量模型應用于數(shù)據(jù)。圖17顯示了發(fā)酵圖，其中時間(小時)在X-軸上，葡萄糖濃度A (克/升)在y-軸上(左側(cè)標度)，乙醇濃度B (克 /升)在y-軸上(右側(cè)標度)。數(shù)據(jù)點表示HPLC數(shù)據(jù)，并與顯示成線的中紅外光譜數(shù)據(jù)顯示出良好的相關(guān)性。圖18顯示了使用差減光譜數(shù)據(jù)B(噪音較低)與原始光譜數(shù)據(jù)A相比的好處。圖19顯示了甘油的分量模型準確度，其中χ-軸上是HPLC甘油濃度(克/升)， y-軸上是預測的甘油濃度(克/升)。對于差減光譜的預測來說，預測的均方根誤差為5. 71 克/升。通過取得組分濃度相當恒定的時間段內(nèi)組分預測濃度的標準偏差，來探索模型的精確度。標準偏差在0. 11克/升至0. 85克/升的范圍內(nèi)。還建立了基于中紅外光譜預測發(fā)酵混合物的重力或密度的模型。將40個樣品用于重力模型校準，并將20個樣品用于驗證。圖20顯示了 χ-軸上為實測重力(克/毫升)、 y-軸上為預測重力(克/毫升)的圖。均方根誤差預測僅為0.0014克/升。還使用3. 4次反射ATR探測器對樣品進行測試，其產(chǎn)生了與上面討論的2次反射探測器的結(jié)果相似的結(jié)果。通過將反應器中的水升溫至121°C 15分鐘，然后冷卻至環(huán)境溫度，對探測器進行了蒸汽滅菌。在滅菌前探測器的光通量為在水中5，949次計數(shù)，滅菌后為在水中6，030次計數(shù)。探測器的滅菌沒有明顯損失靈敏度。探測器的滅菌是成功的。在本文中已經(jīng)針對生物過程對本發(fā)明進行了描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員可以容易地認識到，本發(fā)明不限于這樣的生物學應用。在本說明書中公開的方法和裝置的更廣泛和多樣的應用和/或使用，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。當在本文中使用時，術(shù)語“具有”、“包含”和“包括”是開放性和包容性表述。反之， 術(shù)語“由……構(gòu)成”是封閉性和排他性表述。如果在權(quán)利要求書或說明書中在任何術(shù)語的解釋中存在任何意義不明確之處，起草者的意圖傾向于開放性和包容性表述。當在本文中使用時，術(shù)語“等”為列出的項目和/或成員的任何和所有個體和組合提供支持，并為項目和/或成員的個體和組合的等效物提供支持。對于方法或過程中步驟的次序、數(shù)量、順序和/或重復限度來說，除非明確提供， 否則起草者打算不為本發(fā)明的范圍暗示步驟的次序、數(shù)量、順序和/或重復限度。對于范圍來說，范圍應該被解釋為包括上限值與下限值之間的所有點，以例如為包含在上限值與下限值之間的所有可能范圍、包括沒有上限和/或下限的范圍提供支持。對于本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，顯然可以在所公開的結(jié)構(gòu)和方法中進行各種修改和改變，而不背離本發(fā)明的范圍或精神。具體來說，對任一實施方案的描述可以與其他實施方案的描述自由組合，以產(chǎn)生兩種或以上元素和/或限度的組合和/或變化形式。對于本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在考察了本文公開的本發(fā)明的詳細說明和實踐后，本發(fā)明的其他實施方案將是顯而易見的。所述詳細說明和實施例打算僅僅被當作是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求書指明。
權(quán)利要求
1.一種測量生物過程的方法，所述方法包含在生物活性階段將中紅外信號導入到生物過程的樣品中； 從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜； 通過參比介質(zhì)產(chǎn)生參比光譜；以及將樣品光譜與參比光譜合并以形成調(diào)整過的樣品光譜。
2.權(quán)利要求1的方法，其中中紅外信號包含約4，000厘米―1至約400厘米―1之間的波數(shù)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中參比介質(zhì)包含水、發(fā)酵材料、空氣、光纖電纜或其組合。
4.權(quán)利要求1的方法，其中中紅外信號穿透到樣品中約1微米至約10微米之間。
5.權(quán)利要求1的方法，其中樣品光譜含有對應于分子伸展、分子彎曲或其組合的值。
6.權(quán)利要求1的方法，其中樣品光譜含有對應于碳-氧鍵、碳-氮鍵或其組合的值。
7.權(quán)利要求1的方法，其中導入中紅外信號利用衰減全反射，所述衰減全反射從與生物過程的至少一部分流體連通的內(nèi)表面上將中紅外信號反射出去至少一次。
8.權(quán)利要求1的方法，其中樣品光譜含有對應于丙酮、乙醛、乙醇、丁醇、戊醇、異戊二烯醇、異戊二烯、丁醛、乙酸、乳酸、丙酮酸、甘油、戊糖、己糖、脂肪醇、脂肪酸、酰基甘油酯、 二氧化碳、一氧化碳或其組合的值。
9.權(quán)利要求1的方法，其中生物過程包含產(chǎn)生可再生材料。
10.權(quán)利要求1的方法，其中生物過程包含生物質(zhì)發(fā)酵成醇類。
11.權(quán)利要求1的方法，其中從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜包含檢測從生物過程樣品反射或透射的中紅外信號。
12.權(quán)利要求1的方法，其還包含在生物活性階段之前將中紅外信號導入生物過程的初始樣品中； 在生物活性階段之前從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜； 在生物活性階段之前通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜； 將初始樣品光譜與初始參比光譜合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜；以及從調(diào)整過的樣品光譜中減去調(diào)整過的初始樣品光譜，以形成差光譜。
13.權(quán)利要求12的方法，其還包含 在顯示屏上顯示一個或多個光譜； 在打印基材上打印一個或多個光譜；或在記錄介質(zhì)上記錄一個或多個光譜。
14.一種測量生物過程的方法，所述方法包含 將中紅外信號導入生物過程的初始樣品中； 從中紅外信號檢測樣品光譜以形成初始樣品光譜； 通過參比介質(zhì)產(chǎn)生初始參比光譜；將初始樣品光譜與初始參比光譜合并以形成調(diào)整過的初始樣品光譜； 將中紅外信號導入生物過程的一個或多個后續(xù)樣品； 從中紅外信號檢測樣品光譜以形成一個或多個后續(xù)樣品光譜； 通過參比介質(zhì)產(chǎn)生與所述一個或多個后續(xù)樣品光譜的每一個相對應的一個或多個后續(xù)參比光譜；2將所述一個或多個后續(xù)樣品光譜和所述相應的一個或多個后續(xù)參比光譜合并，以形成一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜；以及從所述一個或多個調(diào)整過的后續(xù)樣品光譜的每一個中減去所述調(diào)整過的初始樣品光譜，以形成一個或多個差光譜。
15.權(quán)利要求14的方法，其中中紅外信號包含約4，000厘米―1至約400厘米―1之間的波數(shù)；并且參比介質(zhì)包含光纖電纜。
16.權(quán)利要求14的方法，其中生物過程包含生物質(zhì)分批發(fā)酵成醇類。
17.權(quán)利要求14的方法，其還包含將所述一個或多個差光譜合并以產(chǎn)生一個或多個時間依賴性光譜。
18.一種用于測量生物過程的裝置，所述裝置包含 中紅外光譜儀；與所述光譜儀光連接并適合于與生物過程的至少一部分流體連通的探測器；以及與所述光譜儀光連接的參比介質(zhì)。
19.權(quán)利要求18的裝置，其中中紅外光譜儀產(chǎn)生包含波數(shù)在約4，000厘米―1至約400 厘米―1之間的信號。
20.權(quán)利要求18的裝置，其中參比介質(zhì)包含水、空氣、發(fā)酵材料、光纖電纜或組合。
21.權(quán)利要求18的裝置，其中探測器包含衰減全反射探測器。
22.權(quán)利要求18的裝置，其中探測器包含金剛石。
23.權(quán)利要求18的裝置，其中探測器從與生物過程的至少一部分流體連通的內(nèi)表面上將中紅外信號反射出去至少一次。
24.權(quán)利要求18的裝置，其還包含與中紅外光譜儀相連的計算機，所述計算機包含 處理器；存儲裝置； 顯示裝置； 打印裝置；以及軟件程序。
25.權(quán)利要求18的裝置，其還包含適合于沖洗機制的探測器外殼，以使沖洗流體流過至少一部分探測器表面。
26.權(quán)利要求25的裝置，其中探測器外殼包含可以在使至少一部分探測器表面暴露于生物過程的第一位置與使至少一部分探測器表面暴露于沖洗流體的第二位置之間移動的隔離器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用中紅外光譜術(shù)測量生物過程的方法和裝置。方法包括在生物活性階段期間將中紅外信號導入生物過程樣品的步驟，以及從中紅外信號檢測樣品光譜以形成樣品光譜的步驟。方法包括通過參比介質(zhì)產(chǎn)生參比光譜的步驟，以及將樣品光譜與參比光譜合并以形成調(diào)整過的樣品光譜的步驟。
文檔編號G01N21/35GK102549409SQ201080042236
公開日2012年7月4日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者海倫·馬松, 瑞貝卡·尼科爾森, 穆拜特·巴達莫西, 阿萊斯戴爾·I·湯姆森 申請人:Bp北美公司