基于96孔板与拉曼光谱的发酵乙醇高通量快速检测
摘要发酵液中乙醇含量是实验室研究和工业生产的必检项目。应用拉曼光谱在倒置显微镜上建立一种
用96 孔板高通量快速检测发酵液乙醇含量的新方法，通过最小二乘法拟合标准乙醇溶液与内标物的拉曼信号比值，得到回归方程，根据回归方程计算乙醇溶液和发酵液中的乙醇含量，与气相色谱法的检测结果进行对比。用本方法检测了菌株筛选、三角瓶发酵和500 L 发酵罐发酵过程的乙醇含量。t-检验表明，与气相色谱法结果吻合较好( p = 0． 05) 。本方法只需要10 ～ 15 s 的拉曼光谱收集时间，应用自编程序实时读取检测值，准确度高; 结合96 孔板可以实现大量样品的实时快速检测。
随着化石能源的逐步枯竭，乙醇作为可替代能源成为研究开发热点。在实验室研究和工业生产中，发酵液中乙醇含量是必检项目。传统的密度瓶法和酒精计法需要将样品溶液蒸馏后再测定，样品用量大且操作繁琐。气相色谱法［1］、分光光度法［2］、荧光法［3］、红外光谱法［4 ～ 7］和高效液相色谱法［8］等均可以对乙醇进行定量检测，但难以实现大量样品的实时快速检测，无法满足乙醇发酵生产过程或菌株筛选过程对乙醇含量实时高通量快速检测的需要。此外，工业发酵通常是用农副产品淀粉质原料，浓醪发酵，杂质多，发酵液糖质浓度高，对乙醇检测干扰大。为此，本研究应用拉曼光谱结合96 孔板，以淀粉质原料为发酵基质，建立实时快速高通量检测发酵液乙醇浓度的新手段。激光拉曼光谱法是一种新的无损检测技术，可用于乙醇溶液的定性与定量分析［7，9］。在实际测定中拉曼信号的强度会受到来自仪器和样品的诸多因素的影响。通过内标法可以很好地消除这些因素的影响［10］。
为了减小仪器设备误差和发酵液中其它物质的干扰，本实验将内标法适当改进，通过VB 程序对光谱数据进行处理，用最小二乘法拟合标准曲线方程，即时读出发酵液中的乙醇浓度。本方法分析速度快，样品使用量少，重复性好，适于大量样品的快速检测。
