溶氧电极与微生物燃料电池结合有助于研究微生物群落,1、利用电化学和微生物学工具(如 Illumina 测序、共聚焦显微镜和生物膜冷冻切片)结合溶氧电极,可以探索 MFC 中阳极和阴极生物膜的微生物群落。例如,在不同 DO 条件下的 MFC 中,阴极电极的优势菌属会发生变化。在研究中发现,阴极电极的优势菌属从 Pirellula 变为 Thermomonas,直至变为 Azospira。2、在 A-MFC 的生物阴极中,存在硫还原细菌(Desulfuromonas)和紫色非硫细菌,这表明硫化合物的循环可以穿梭电子,维持氧气作为终端电子受体的还原。在 P-MFC 的生物阴极中,光合培养物提供了高 DO 水平,维持了好氧微生物群落,Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌属达到总 OTUs 的 50% 以上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。南京污水处理用溶解氧电极

土壤中的溶解氧对植物根系的呼吸作用和土壤微生物的活动影响深远,溶氧电极在土壤研究中也有用武之地。科研人员将特制的溶氧电极插入土壤不同深度,能够测量土壤中溶解氧的垂直分布情况。这些数据有助于了解土壤的通气性,判断土壤是否处于健康状态。微基智慧科技(江苏)有限公司 例如,在湿地土壤研究中,通过监测溶解氧,可分析湿地生态系统中物质循环和能量流动的规律,为湿地保护和修复提供科学依据。微基智慧科技(江苏)有限公司。上海溶解氧电极价钱现代智能溶解氧电极支持远程数据传输,便于在计算机系统中实现自动化控制。

溶氧电极(溶氧水平对生物发酵产酶效率影响):在短梗霉发酵过程中,研究了溶氧对其发酵的影响。结果发现,溶氧降低导致菌体浓度及葡萄糖利用速率降低,从而造成短梗霉发酵产酸的产量降低。对于产酶过程,类似的情况也可能发生。低溶氧水平可能会影响细胞的代谢活动,降低酶的合成效率。另一方面,高溶氧水平虽然可能在一定程度上促进细胞代谢,但也可能带来一些不利影响,如增加能耗、产生过多的活性氧等。因此,需要找到一个合适的溶氧水平范围,既能满足细胞代谢和酶合成的需求,又能避免过高的能耗和不利影响。溶氧水平对酶合成的影响可能与酶的种类有关。不同的酶在合成过程中可能具有不同的氧气需求。例如,某些酶的合成可能需要较高的氧气浓度,而另一些酶则可能在较低的氧气浓度下就能高效合成。在生物发酵过程中,可能需要根据所生产的酶的种类,调整溶氧水平,以提高产酶效率。此外,不同酶的合成机制也可能不同,这也可能导致它们对溶氧水平的要求不同。例如,一些酶的合成可能受到氧气的直接调控,而另一些酶的合成则可能通过其他途径间接受到溶氧水平的影响。
不同发酵罐规模下的应用差异,在中试规模(20和250升)及生产规模(15000升)的novobiocin发酵中,对溶氧的测量发现,在中试罐中,当涡轮搅拌器的直径与罐直径之比(D/T)为0.40时,整体混合不完全,而当D/T=0.69时,混合较为均匀。这表明在不同规模的发酵罐中,搅拌器的设计会影响溶氧的分布和测量。在生产规模的发酵罐中,对三种不同尺寸的搅拌器(D/T分别为0.28、0.33和0.43)进行测试,发现整体混合是完全的,但呼吸速率仍然受到限制,主要是由于液体与细胞之间存在阻力。这说明在不同规模的发酵罐中,溶氧电极的应用需要考虑搅拌器的设计以及液体与细胞之间的阻力差异,以确保准确监测溶氧水平并优化发酵过程。国内厂商通过技术创新降低溶氧电极成本,逐步替代进口品牌。

在环境监测领域,溶氧电极发挥着无可替代的作用。以水质监测为例,水中溶解氧浓度是评估水体质量的指标之一。它不仅直接关系到水生生物的生存、生长与繁殖,还能直观反映水体的富营养化程度以及自净能力。在水库、湖泊、河流等自然水源地,通过布置溶氧电极,能够实时监测溶解氧的动态变化,一旦发现异常,可及时采取措施,如排查污染源等。在城市污水处理厂,溶氧电极可用于监测处理过程中溶解氧的含量,帮助优化处理工艺,确保污水达标排放 ,为环境保护筑牢防线。溶氧电极的膜污染会阻碍氧扩散,导致测量值偏低或响应变慢。四川高精度溶解氧电极
中外合资企业促进溶氧电极技术本地化,适应不同水质条件。南京污水处理用溶解氧电极
溶解氧电极的工作原理及技术发展
溶解氧电极作为生物发酵过程中关键的在线监测设备,其工作原理主要基于电化学检测方法。
目前市场上主流的溶解氧电极可分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式电极采用三电极系统,包括工作电极(通常为金或铂)、对电极和参比电极,在工作电极表面施加稳定的极化电压(通常为-0.6至-0.8V),溶解氧透过选择性透气膜后在电极表面发生还原反应,产生的电流信号与溶解氧浓度成正比。
近年来,溶解氧传感技术取得了进展。传统电化学电极逐渐被基于荧光猝灭原理的光学传感器所补充。光学传感器利用特定荧光物质在氧分子作用下的荧光寿命变化来测定溶解氧浓度,具有无需极化、不受流速影响、维护简单等优势。
在发酵应用中,溶解氧电极面临的主要技术挑战包括:高温灭菌(121℃、30分钟)条件下的稳定性、长期运行的漂移控制、抗培养基污染能力等。现代电极采用特殊的膜材料(如PTFE复合膜)和固态电解质技术,使使用寿命延长至12-18个月。某大型氨基酸生产企业的对比数据显示,采用新型电极后,校准周期从3天延长至2周,年维护成本降低40%。 南京污水处理用溶解氧电极
双孢蘑菇、短小芽孢杆菌,在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。1、双孢蘑菇(Agaricus bisporus MJ-0811)在发酵过程中,搅拌转速和通气量对菌体生长和胞外多糖分泌具有较大影响。研究表明,较佳的培养条件为温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm。在此条件下,培养 5d,菌体生物量至高达 20.81g/L,胞外多糖产量峰值达 3.75g/L。2、短小芽孢杆菌在生产果胶裂解酶时,研究了初始 pH、碳源和氮源、通气、盐和磷酸盐对微生物生长、果胶裂解酶活性和释放总蛋白的影响。确定了比较好的果胶和硫酸铵浓度分别为 1%(w/v)和 0.05%(w...