[发明专利]一种监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法

权利要求书

1.一种监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：

安装近红外监测与酶促反应装置，近红外监测装置包括计算机、近红外光谱仪及其探头，所述近红外光谱仪连接所述计算机，用于近红外建模；酶促反应装置包括至少两个反应釜；

在每个所述反应釜中配制初始样液，并记录反应釜与初始样液的质量，所述初始样液包括作为反应底物的麦芽糊精；

两个反应釜间隔预定时间分别开启酶促反应，在酶促反应过程中，将所述探头浸入所述反应釜的样液中，在预定采样时刻从所述反应釜中连续提取样液，并采集反应釜中样液的近红外光谱信息，所述近红外光谱信息与预定采样时刻相对应；对提取的所述样液进行离线处理，得到预定采样时刻的样液中酶促反应产物的浓度，其中产物包括主产物海藻糖和副产物葡萄糖、麦芽糖；当到达所述预定时间后，将所述探头转移到另一个反应釜中重复酶促反应过程中取样及采集光谱的步骤；

两个反应釜的初始反应阶段采样结束后，重复执行所述将所述探头浸入所述反应釜的样液中的步骤，按照预定时间在两个反应釜中交替取样及采集光谱直至酶促反应结束，记录反应釜与剩余样液的质量；

根据记录的两个质量和各产物的浓度计算预定采样时刻的麦芽糊精浓度，将离线处理得到的海藻糖浓度、计算得到的麦芽糊精浓度按照预定采样时刻与采集的近红外光谱信息建立关联，得到反映TreY/TreZ途径过程中产物与底物浓度变化的定量近红外光谱模型。

2.根据权利要求1所述的监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法，其特征在于，所述根据记录的两个质量和各产物的浓度计算预定采样时刻的麦芽糊精浓度，包括：

根据记录的两个质量计算水分蒸发体积，则预定采样时刻的样液实际体积的表达式为：

其中，m_初为所述反应釜与初始样液的质量，m_终为所述反应釜与剩余样液的质量，ρ_水为水的密度，V′为初始样液的体积，H为总反应时间，h为相应的预定采样时刻对应的时间；将离线处理得到的海藻糖、葡萄糖、麦芽糖的浓度换算回原始体积的校正浓度，表达式分别为：

c_T＝c_t×V÷V′；

c_G＝c_g×V÷V′；

c_M＝c_m×V÷V′；

其中，c_T、c_G、c_M依次为预定采样时刻的海藻糖、葡萄糖、麦芽糖的校正浓度，c_t、c_g、c_m依次为预定采样时刻的海藻糖、葡萄糖、麦芽糖的离线处理得到的浓度；

则计算所述预定采样时刻的麦芽糊精浓度的表达式为：

其中，c_底为预定采样时刻的麦芽糊精浓度，c′_底为初始样液的浓度，1.05为海藻糖与麦芽糖的理论转化率，1.11为葡萄糖的理论转化率。

3.根据权利要求1所述的监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法，其特征在于，所述对提取的所述样液进行离线处理，得到预定采样时刻的样液中酶促反应产物的浓度，包括：

采用预定浓度的乙醇终止提取的所述样液的酶促反应，经高速离心后，稀释合适倍数后采用HPLC检测各个预定采样时刻的样液中海藻糖、葡萄糖、麦芽糖的浓度。

4.根据权利要求1所述的监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法，其特征在于，所述在每个所述反应釜中配制初始样液，包括，对于每个所述反应釜：

称取一定量的麦芽糊精和去离子水倒入所述反应釜中混合后得到初始样液，并记录所述初始样液的体积和浓度。