Different modeling approaches for inline biochemical monitoring over the VLP-making upstream stages using Raman spectroscopy

Autor(es)

Dias, Vinicius Araga Tejo ; Guardalini, Luis Giovani Oliveira ; Leme, Jaci ; Bernardino, Thaissa Consoni ; da Silveira, Suellen Regina ; Tonso, Aldo ; Jorge, Soraia Attie Calil ; Nunez, Eutimio Gustavo Fernnandez

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY; v. 320, p. 11-pg., 2024-06-15.

Resumo

This work aimed to set inline Raman spectroscopy models to monitor biochemically (viable cell density, cell viability, glucose, lactate, glutamine, glutamate, and ammonium) all upstream stages of a virus -like particlemaking process. Linear (Partial least squares, PLS; Principal components regression, PCR) and nonlinear (Artificial neural networks, ANN; supported vector machine, SVM) modeling approaches were assessed. The nonlinear models, ANN and SVM, were the more suitable models with the lowest absolute errors. The mean absolute error of the best models within the assessed parameter ranges for viable cell density (0.01 -8.83 x 10 6 cells/mL), cell viability (1.3 -100.0 %), glucose (5.22 -10.93 g/L), lactate (18.6 -152.7 mg/L), glutamine (158 -1761 mg/L), glutamate (807.6 -2159.7 mg/L), and ammonium (62.8 -117.8 mg/L) were 1.55 +/- 1.37 x 10 6 cells/mL (ANN), 5.01 +/- 4.93 % (ANN), 0.27 +/- 0.22 g/L (SVM), 4.7 +/- 2.6 mg/L (SVM), 51 +/- 49 mg/L (ANN), 57 +/- 39 mg/L (SVM) and 2.0 +/- 1.8 mg/L (ANN), respectively. The errors achieved, and best -fitted models were like those for the same bioprocess using offline data and others, which utilized inline spectra for mammalian cell lines as a host. (AU)

• Processo FAPESP: 22/02713-3 - Estabelecimento de bioprocessos escalonáveis para produção de partículas semelhantes a vírus
• Beneficiário: Eutimio Gustavo Fernández Núñez
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Processo FAPESP: 16/22780-6 - Produção e caracterização de VLPs de Arbovírus produzidos em sistemas de células de inseto.
• Beneficiário: Soraia Attie Calil Jorge
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/10538-1 - Caracterização de antígenos recombinantes e da resposta imune para um novo candidato vacinal contra a raiva
• Beneficiário: Renato Mancini Astray
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 22/04711-8 - Monitoramento off-line do bioprocesso de produção de VLP do vírus rábico por espectroscopia Raman
• Beneficiário: Vinícius Aragão Tejo Dias
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica