污染是悬在酶化设备头上的达摩克里斯之剑——但如今，一种新的、通过实践检验的非侵入性检查分析方法能够“嗅出”含有污染气体的异味。

对整个酶化过程有着极大危害的外部细菌是看不见的。这也是生物制药领域中使用在线检查技术变得更加困难的重要原因之一。谁要想获取酶化生产过程中的生产数据，谁就要从生产过程中采集检测样本，送到实验室去，这一过程对待检测分析的数据将会产生时间滞后和响应滞后的影响。

现在这种情况将会得到改变，因为奥地利生物技术工业中心（ACIB）的科学家们在在线检测技术研发方面又有了新的进展。他们与奥地利Ionicon公司和工业伙伴Boehringer Ingelheim公司合作，研发成功了酶化设备的在线实时检测系统。这种被Ionicon公司称之为PTR-MS的在线检测技术能够对酶化过程中排放出来的挥发性代谢物进行检测，无需将检测探头插入到酶化过程之中、中断无菌过程。

实时气体分析的技术基础是质子转移反应质谱（PTR-MS）技术——一种能够在兆分率的范围内完成微量气体实时检测的技术，非常适合于对生物反应器释放出来的复杂混合气体进行检测分析。Ionicon公司的Jens Herbig先生介绍说道：“检测到的PTR-MS质子转移反应质谱信号可以很好的跟特定的化合物对号入座，因为这些化合物几乎不能再分解了。另外，这些PTR-MS数据也可以在化学计量学方法的帮助下用于酶化过程的建模，对那些不能直接检测的参数进行分析。”

微生物排放气体的分析检测

气体分析中利用了微生物代谢时释放出来的副产品微量气体作为检测的对象，在高压蒸汽的作用下这些气体成为易于挥发的微量气体，可以利用质谱分析技术的方法来检测、分析。

乙醛就是一种这样的气体，在大肠埃希杆菌的酶化过程中就会根据代谢状况不断排放出这样的微量气体，因此，可以根据细胞生长繁殖不同代谢阶段的代谢物判断蛋白质重组的程度，判断其是否达到了不可能再增加产量的程度了。

在这一检测分析技术的研发过程中，最大的难题是检测仪与反应器直接符合GMP药品生产安全指南的基础平台应是一个什么样的基础平台，能够快速的、定量的、尽可能不改变挥发性代谢物的并把被测样本送达检测仪的基础平台。

这一难题的解决方案是直接与酶化反应器相连接的无菌过滤器。输送微量气体的管道和区域都进行了加热，以避免出现冷凝水。附加的水气分离器也有效避免了把酶化过程中的冷凝水带入到PTR-MS质子转移反应质谱检测系统中。除此以外，这一基础平台还配备了一个控制阀门，控制着酶化装置释放出来的分析气体的稀释以及提供标定气体。取样装置所有表面使用的都是惰性金属材料并涂有镀层。

2013年，这一技术系统在（维也纳农业大学的）Boku实验室中通过了实践检验，在相同的3组基因重组大肠埃希杆菌的酶化过程中利用PTR-MS分析方法对它们释放出来的挥发性化合物进行了检测分析。根据Gerald Striedner博士领导的研发团队介绍，检测结果有着很高的重复再现性，设计的基础平台非常适合于把生物反应器释放出来的挥发性化合物输送到PTR-MS检测仪中去（参见表1）。在酶化过程释放的气体中有着20种以上的不同化学化合物，它们清楚地表示了酶化持续时间长短的种种特性。被测分子中的大多数是与细胞酶化不同过程有着直接关系的代谢副产品，也是迄今为止一直无法直接实时获取的生物技术信息。另外，科研人员也发现了一些与过程矩阵有关的化合物。

通过了实践测试

几个星期之前，在维也纳的Boehringer Ingelheim公司里安装了一套PTR-MS质子转移反应质谱检测分析系统。“这一PTR-MS质子转移反应质谱检测分析系统的最大好处就是，它是一套非侵入式的检测分析系统，是根据酶化过程中排放出来的微量气体进行检测、提供酶化过程参数信息的系统。” Boehringer Ingelheim公司的Hubertus Hohenblum博士说道。这一系统仅仅是从酶化反应器的排气管中采集气体样本的。因此Boehringer Ingelheim公司把整个系统单独放置在另外一个房间里，利用管道把挥发性气体输送到质子转移反应质谱仪中。与安装在实验室相比较，这里无需单独的过滤设备。对Ionicon分析技术公司的Rene Gutmann博士来讲，这种安装配置也就意味着PTR-MS技术的检测分析方案通过了工业化应用的测试。这种检测分析仪快速的检测分析性能也可以实现一台分析仪同时对几套酶化反应器进行监控。