In-Line Monitoring and Control of Bioprocesses Using Raman Spectroscopy and Indirect Hard Modeling

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David Heinrich Müller

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Bioprozesse erfreuen sich zunehmender Beliebtheit bei der Herstellung von Produkten mit großem Mehrwert in einer Vielzahl von Industriezweigen. Zur Steigerung der Produktivität und Produktqualität dieser Prozesse ist die In-line-Überwachung und -Kontrolle kritischer Prozessparameter (aus dem Englischen critical process parameters, CPPs) von entscheidender Bedeutung. Raman-Spektroskopieein häufig verwendetes Instrument der Prozessanalytik (aus dem Englischen Process Analytical Technology, PAT)kann nichtinvasiv und in-situ zur quantitativen Überwachung von Substraten, Metaboliten und Produkten eingesetzt werden. Die Auswertung von Raman-Spektren aus Bioprozessen ist jedoch herausfordernd, da diese Prozesse von Natur aus komplex sind. Diese schwierige Aufgabe wird in der Regel mit modernen statistischen Modellen bewältigt, allerdings auf Kosten einer mühsamen und ressourcenintensiven Kalibration.