广州生物合成学用溶解氧电极

随着科技的不断进步，溶氧电极也在持续创新发展。新型的溶氧电极在材料选择上更加注重性能优化，采用更先进的透气膜材料，提高氧气的透过效率，同时增强对其他干扰物质的阻隔能力。在电极结构设计方面，朝着小型化、集成化方向发展，便于在更复杂、狭小的空间内安装和使用。此外，智能溶氧电极逐渐兴起，其具备数据自动采集、分析以及无线传输等功能，可与自动化控制系统连接，实现对溶解氧的远程、实时监测与控制 。微基智慧科技(江苏)有限公司溶氧电极的计量校准需符合 JJG 291-2015《溶解氧测定仪检定规程》。广州生物合成学用溶解氧电极

    1、大肠杆菌对溶氧的需求，大肠杆菌是一种兼性厌氧菌，在有氧条件下可通过有氧呼吸高效代谢。在高密度发酵过程中，充足的氧气供应至关重要，通常需要将溶解氧（DO）水平维持在20%-30%。若DO低于此范围，菌体可能转向厌氧代谢，通过“Crabtree效应”积累乙酸，进而抑制蛋白质合成和菌体生长，影响发酵效率。2、DO-STAT控制策略，DO-STAT（溶氧关联补料控制）是一种基于实时溶氧反馈的智能补料技术，通过动态调节补料速率使耗氧与供氧达到平衡。该技术广泛应用于工业微生物发酵领域，尤其在大肠杆菌和酵母菌的高密度培养中表现优异，是重组蛋白、疫苗及酶制剂生产的关键工艺之一。溶氧水平的精细控制直接决定了菌体生长速率和产物合成效率。3、溶氧监测，目前发酵过程中的溶氧在线监测主要依赖两类传感器，极谱型溶氧电极：传统电化学传感器，响应快，需定期维护。光学溶氧传感器：基于荧光淬灭原理，稳定性高，维护需求低。4、溶氧分段控制根据发酵阶段动态调整DO水平，可大幅度提升产物产量，生长期：维持DO20%-30%，配合高搅拌速率（500-800rpm），促进菌体快速增殖。诱导期：降低DO至10%-20%，减少乙酸积累，同时促进外源蛋白表达（如IPTG诱导系统）。 极谱法溶氧电极批发食品工业中，溶氧电极用于检测包装内残氧，确保产品保质期。

溶氧电极的结构组成决定了其性能与应用范围。它一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成。阴极作为反应的关键部位，对材料要求苛刻，像白金或银的纯度需达 99.999% 以上，且极谱型电极的阴极表面做得很小，直径通常在 1 - 50μm 范围，以形成微小的还原电流，这也意味着需要专门的电子放大装置辅极多做成圆筒状，表面积比阴极大数十倍，材料同样要求高纯度。电解质常见的有 KOH、KCl、醋酸铅等，用于维持电极内部的电荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯（F4）或其共聚体，需具备耐高温（＞200℃）、透气性能好的特点，且膜的厚度有讲究，一般在 0.01 - 0.05mm，膜对氧的高透性和对 CO₂ 的低透性对电极响应极为重要 。

发酵系统中溶解氧电极的选型与安装规范

选择合适的溶解氧电极需要考虑多个因素：发酵规模（实验室、中试或生产）、灭菌方式（在位灭菌或离位灭菌）、培养基特性（粘度、固体含量）等。对于大型发酵罐（>50m³），通常选用带温度补偿的工业级电极，如梅特勒-托利多InPro6860i系列，其防护等级可达IP68，耐受压力至6bar。

安装位置对测量准确性有重要影响。电极应安装在发酵罐的适当高度（通常位于液面下1/3至1/2处），避开搅拌桨直接作用区域和气泡聚集区。推荐安装角度为15-30度倾斜，这有利于气泡的及时排除。

在某疫苗生产企业，通过优化电极安装位置，使溶解氧测量波动幅度从±5%降低到±1.5%。校准程序必须严格执行。两点校准法（零点用无氧亚硫酸钠溶液，满度用空气饱和水）是行业标准。值得注意的是，高温校准（与发酵温度一致）可消除温度差异带来的误差。某氨基酸生产厂的数据显示，采用60℃校准后，测量系统误差从2.3%降至0.8%。 原位拉曼光谱结合溶氧电极，同步监测溶液成分与氧动态变化。

溶氧电极（溶氧水平对生物发酵产酶效率影响）：溶氧水平对生物发酵产酶效率的影响可能还与温度、pH 值等其他环境因素有关。这些因素之间可能存在相互作用，共同影响微生物的生长和酶的合成。例如，在一定的温度和 pH 值范围内，适宜的溶氧水平可能会提高产酶效率；而超出这个范围，溶氧水平的影响可能会减弱或发生变化。因此，在生物发酵过程中，需要综合考虑这些因素，以找到比较好的发酵条件。在实际生产中，可以通过实验设计和优化方法来确定比较好的溶氧水平。例如，可以采用响应面法、正交实验设计等方法，研究不同溶氧水平对产酶效率的影响，并确定比较好的溶氧水平范围。同时，还可以结合数学模型和计算机模拟等手段，对生物发酵过程进行优化，以提高产酶效率和生产效益。溶氧水平对生物发酵产酶效率的影响可能还与微生物的遗传特性有关。不同的微生物菌株可能具有不同的溶氧耐受性和产酶能力。通过基因工程等手段，可以对微生物进行改造，提高它们的溶氧耐受性和产酶效率。例如，可以将一些与氧气代谢相关的基因导入微生物中，增强它们对溶氧的利用能力。溶氧电极的温度补偿范围多为 0-50℃，适应多数环境监测场景。北京高温灭菌溶氧电极

溶解氧电极的耐腐蚀性能影响其在酸性或碱性发酵液中的长期可靠性。广州生物合成学用溶解氧电极

在发酵行业，溶氧电极用于监测发酵液中的溶氧值（DO）。发酵过程中，微生物的生长和代谢活动需要消耗氧气，不同阶段对溶氧浓度有不同要求。溶氧电极可实时反馈发酵液中的溶氧情况，发酵工程师根据这些数据，调整搅拌速度、通气量等参数，确保微生物在适宜的溶氧环境下进行发酵，提高发酵产物的产量和质量。例如在发酵中，精细控制溶氧浓度，可使的发酵单位大幅提高 。溶氧电极的使用寿命与维护保养息息相关。正确的使用和维护能够延长电极的使用寿命，降低使用成本。如按照规定的操作流程进行安装、校准和使用，避免电极受到碰撞、挤压等物理损伤。定期检查电极的膜是否有破损、污染，及时更换损坏或污染严重的膜。对于消耗性的阳极材料，在其损耗到一定程度时，及时进行更换。此外，将电极存放在适宜的环境中，如温度在 - 10…60 °C，干放储存并注意防潮，也有助于延长其使用寿命 。广州生物合成学用溶解氧电极