安徽生物合成学用溶解氧电极

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%。 国际认证机构（如 SGS）提供溶氧电极的合规性测试服务。安徽生物合成学用溶解氧电极

在微生物工程和生物技术领域，溶氧电极能够提供准确的溶氧监测数据，溶氧电极能够实时、准确地监测发酵过程中的溶解氧浓度。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。例如，在青霉素发酵过程中，培养液中的溶解氧浓度对菌体的代谢过程及终端产物的生物合成起着决定性的作用。微基智慧科技的 VD-2021i-A系列 溶氧电极在青霉素 G 发酵过程中的应用，为发酵过程提供了重要的指导意义。当培养液中的溶解氧浓度高于菌体生长所需的临界值时，菌体的呼吸不受影响，青霉菌的各种代谢活动正常进行；而当溶解氧浓度低于临界值时，菌体的多种生化代谢会受到影响，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安徽生物合成学用溶解氧电极水产养殖中，溶氧电极帮助养殖户及时调节增氧设备，防止鱼类缺氧。

溶氧电极的维护是保证其长期稳定运行的关键。每次使用前，应检查电极外观，确保各部件无松动现象。用 ArcAir 或平板连接电极，查看性能指标是否在正常范围（新电极一般接近 100%，当指标低于 35% 时，需更换新的光氧膜帽）。使用过程中，要注意安装规范，电极装入护套时只能向前推，不可转动电极杆，避免膜帽松动脱落，连接螺丝可用手或扳手轻轻拧紧。此外，千万不能向光氧电极膜帽中添加电解液，否则会损毁电极；电极内部有污染时，玻璃视窗要用镜头纸擦拭 。

在酿酒葡萄种植园，溶氧电极开始发挥独特价值。土壤中的溶氧水平，直接影响葡萄根系的生长与养分吸收，进而决定葡萄果实的品质。通过在葡萄园土壤不同深度部署溶氧电极，种植者能实时获取土壤溶氧数据。在干旱期，当土壤溶氧因水分缺失而升高时，可适时灌溉，维持根系正常呼吸；在雨季，若溶氧因积水降低，能及时排水，防止根系缺氧腐烂。凭借精细的溶氧调控，种植园可培育出风味更浓郁、糖分更充足的酿酒葡萄，为葡萄酒生产筑牢基础 。环境监测站部署溶氧电极，评估河流、湖泊等水体的自净能力。

在发酵工业中，溶氧电极的应用可以提高产品质量和生产效率。通过实时监测溶氧水平，调整通风量和搅拌速度等参数，可以控制微生物的生长和代谢，使其在标准的溶氧条件下生产所需的代谢产物。例如，在双丙氨磷生产中，发酵液中的氧含量对菌体生长和产物形成有着重要影响。溶氧电极可以准确测量溶氧水平，为调整发酵工艺提供依据，确保生产过程的稳定和高效。溶氧电极测值的溶氧水平还会影响微生物的酶活性。不同的溶氧条件下，微生物体内的酶活性会发生变化。例如，在谷氨酸发酵中，溶氧水平的变化会影响谷氨酸脱氢酶和乳酸脱氢酶的活性，进而影响产物谷氨酸和副产物乳酸的生成积累。通过溶氧电极监测溶氧水平，可以研究酶活性与溶氧水平之间的关系，为优化发酵工艺提供指导。溶解氧电极与质谱联用，可实现发酵尾气中氧气和二氧化碳的同步分析。安徽生物合成学用溶解氧电极

高精度的溶解氧电极能够检测发酵液中微小的氧含量波动，避免因缺氧导致菌体死亡。安徽生物合成学用溶解氧电极

食品工业里，溶氧电极在多个生产流程中发挥作用。在啤酒、葡萄酒等酒类的酿造过程中，溶解氧的浓度对发酵效果和酒的品质影响***。溶氧电极可用于监测发酵罐内的溶氧情况，酿酒师据此调整发酵工艺，如控制发酵温度、时间以及通风量等，以促进酵母的正常发酵，产生理想的风味物质，提升酒的口感与香气。在奶制品、发酵食品等的生产中，溶氧电极也能帮助控制发酵过程，防止因溶氧问题导致的产品变质或品质下降 ，保障食品的安全与美味。安徽生物合成学用溶解氧电极