深圳荧光淬灭溶氧电极

溶解氧参数在发酵过程控制中的关键作用

在好氧发酵过程中，溶解氧浓度是反映微生物代谢活性的重要指标。溶解氧水平直接影响细胞的生长速率和产物合成效率。以典型的青霉素发酵为例，当溶解氧浓度低于5%饱和度时，菌体代谢会从有氧呼吸转向无氧发酵，导致乳酸积累和菌丝形态改变，终使产量下降30-50%。

研究表明，不同发酵阶段对溶解氧的需求存在差异。在菌体生长对数期，维持30-50%的溶解氧饱和度有利于生物量快速积累；而在次级代谢产物合成期，适当降低溶解氧至10-20%可能促进目标产物的合成。某制药企业通过实施阶段式溶解氧控制策略，使红霉素发酵效价提高15%，同时降低能耗18%。

溶解氧监测还能反映发酵过程的异常情况。溶解氧突然升高可能指示染菌或菌体自溶，而持续下降则可能反映通气系统故障或菌体过度生长。在工业化生产中，将溶解氧与OUR（氧摄取率）、CER（二氧化碳释放率）等参数结合分析，可以实现更精细的过程监控和故障诊断。 通过溶解氧电极的历史数据对比，可评估不同批次发酵的工艺稳定性和重现性。深圳荧光淬灭溶氧电极

溶氧电极的工作原理：溶氧电极作为测定液体中溶解氧浓度的关键装置，其工作原理基于氧分子在金属表面的氧化还原反应。当下常见的覆膜氧电极，阴极多采用银、铂等贵金属，阳极则是锡、铅等活泼金属，以醋酸缓冲液作为电解质。测量时，液体中的氧透过半透膜抵达阴极，促使两极间产生电子流动，进而形成电流。氧浓度与电流强度呈正相关，如此一来，溶氧浓度便转化为电讯号，经放大处理后，可在显示仪或记录仪上直观呈现。这种将化学过程转化为电信号测量的方式，为准确掌握液体溶氧情况提供了有效途径。高精度溶解氧电极采购溶解氧电极的维护成本是发酵工厂选型时的重要考量因素，影响长期经济效益。

溶氧电极中的溶氧水平直接影响生物发酵产酶效率。在淀粉液化芽孢杆菌 BS5582 产 β- 葡聚糖酶的过程中，通过控制通气量、罐压和搅拌转速进行溶氧优化，在特定条件下，β- 葡聚糖酶酶活显著提高。这表明适宜的溶氧水平能够为酶的产生提供良好的环境，促进酶的合成1。高溶氧水平可能有助于提供足够的氧气，满足细胞代谢和酶合成的需求。细胞在代谢过程中需要氧气参与各种生化反应，而酶的合成也依赖于细胞的正常代谢活动。当溶氧水平过低时，细胞可能会受到氧气限制，导致代谢活动减缓，从而影响酶的合成效率。

溶氧电极与工业发酵过程结合的益处：1、优化发酵过程在工业发酵过程中，光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高、漂移小、响应快等优点，同时配套的软件具有数字化管理功能。结合溶氧电极可以监测发酵液中的氧含量，对菌体生长和产物形成进行优化。例如，在青霉素发酵过程中，培养液中的溶解氧浓度 CL 高于菌体的 C 长临时，菌体的呼吸不受影响，青霉菌的各种代谢活动不受干扰；如果培养液中的 CL 低于菌体的 C 长临时，菌体的多种生化代谢就要受到影响，严重时会产生不可逆的抑制菌体生长和产物合成异常现象。2、监测发酵过程，微基智慧科技的 VD-2021i-A系列、VD-1021i-A系列 溶氧电极在青霉素 G 发酵过程中的应用对青霉素发酵过程起着重要的指导意义。通过溶氧电极可以实时监测发酵过程中的溶解氧浓度，从而调整发酵条件，提高发酵效率和产品质量。综上所述，溶氧电极与其他技术手段结合在微生物研究中具有重要作用，可以提高产电性能、研究微生物群落、优化发酵过程和监测发酵过程等。这些作用为微生物研究提供了更深入的认识和更有效的方法。溶解氧电极的测量范围需匹配发酵工艺需求，如高耗氧或微需氧的不同场景。

除了测量溶氧水平外，溶氧电极还可以与其他传感器相结合，实现对发酵过程的多参数监测。例如，可以将溶氧电极与 pH 电极、温度传感器、压力传感器等相结合，实现对发酵过程中的多个参数的同时监测。通过多参数监测，可以更加完整的了解发酵过程的运行情况，为优化发酵条件提供更加丰富的数据支持。在发酵罐厂中，溶氧电极可以作为质量控制的重要手段之一。通过对溶氧电极测量得到的数据进行分析，可以判断发酵过程是否正常，发酵产物的质量是否符合要求。如果发现异常情况，可以及时采取相应的措施进行调整，确保发酵产物的质量稳定。在发酵罐厂中，溶氧电极还可以用于环保监测。例如，可以通过监测发酵过程中的溶氧水平，判断发酵过程是否对环境造成污染。如果发现溶氧水平过低，可能意味着发酵过程中产生了过多的有机物，对环境造成了污染。此时，可以采取相应的措施进行处理，如增加通气量、提高搅拌速度等，以降低有机物的含量，减少对环境的污染。通过溶解氧电极监测，可以及时发现发酵罐中的氧气分布不均问题，优化混合效率。河北极谱法溶氧电极

荧光法溶氧电极在确保不同流速下的测量准确性方面，主要依赖于其独特的测量原理和结构设计。深圳荧光淬灭溶氧电极

谷氨酸棒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。在 3L 发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂 REA-11 合成的影响，提出生物絮凝剂 REA-11 合成的分阶段供氧控制策略：发酵过程 0～16h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h⁻¹，16h 后降低 kLa 为 40h⁻¹ 至发酵结束，整个发酵过程通气量保持在 1L・L⁻¹・min⁻¹。采用该分阶段供氧控制策略，生物絮凝剂产量达到 900mg・L⁻¹，发酵周期缩短到 30h，比恒定 kLa 为 40h⁻¹ 条件下的 REA-11 产量（549mg・L⁻¹）提高了 64%，产率提高了 45%，生产强度也比 kLa 恒定为 40h⁻¹、100h⁻¹ 和 200h⁻¹ 的分批发酵过程分别提高了 81.2%、120% 和 420%，实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一。综上所述，不同种类的微生物在生物发酵产酶过程中对溶氧水平的需求差异较大。这些差异主要体现在不同的微生物对搅拌转速、通气量、温度、pH 等因素的要求不同，且溶氧水平的变化会对菌体生长和产物产量产生较大影响。因此，在生物发酵过程中，需要根据不同的微生物种类和发酵目的，优化溶氧控制条件，以提高发酵效率和产物产量。深圳荧光淬灭溶氧电极