發(fā)酵系統(tǒng)中溶解氧電極的選型與安裝規(guī)范

選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個(gè)因素：發(fā)酵規(guī)模（實(shí)驗(yàn)室、中試或生產(chǎn)）、滅菌方式（在位滅菌或離位滅菌）、培養(yǎng)基特性（粘度、固體含量）等。對于大型發(fā)酵罐（>50m3），通常選用帶溫度補(bǔ)償?shù)墓I(yè)級(jí)電極，如梅特勒-托利多InPro6860i系列，其防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP68，耐受壓力至6bar。

安裝位置對測量準(zhǔn)確性有重要影響。電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)高度（通常位于液面下1/3至1/2處），避開攪拌槳直接作用區(qū)域和氣泡聚集區(qū)。推薦安裝角度為15-30度傾斜，這有利于氣泡的及時(shí)排除。

在某疫苗生產(chǎn)企業(yè)，通過優(yōu)化電極安裝位置，使溶解氧測量波動(dòng)幅度從±5%降低到±1.5%。校準(zhǔn)程序必須嚴(yán)格執(zhí)行。兩點(diǎn)校準(zhǔn)法（零點(diǎn)用無氧亞硫酸鈉溶液，滿度用空氣飽和水）是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，高溫校準(zhǔn)（與發(fā)酵溫度一致）可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)顯示，采用60℃校準(zhǔn)后，測量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%。 微流控芯片集成溶氧電極，實(shí)現(xiàn)納升級(jí)樣品的痕量氧濃度分析。四川溶解氧電極

不同發(fā)酵罐規(guī)模下的應(yīng)用差異，在中試規(guī)模（20和250升）及生產(chǎn)規(guī)模（15000升）的novobiocin發(fā)酵中，對溶氧的測量發(fā)現(xiàn)，在中試罐中，當(dāng)渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時(shí)，整體混合不完全，而當(dāng)D/T=0.69時(shí)，混合較為均勻。這表明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中，攪拌器的設(shè)計(jì)會(huì)影響溶氧的分布和測量。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中，對三種不同尺寸的攪拌器（D/T分別為0.28、0.33和0.43）進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)整體混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液體與細(xì)胞之間存在阻力。這說明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中，溶氧電極的應(yīng)用需要考慮攪拌器的設(shè)計(jì)以及液體與細(xì)胞之間的阻力差異，以確保準(zhǔn)確監(jiān)測溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過程。浙江溶氧電極熒光法溶氧電極相比傳統(tǒng)膜式電極，在測量穩(wěn)定性、維護(hù)便捷性、無需標(biāo)定以及快速響應(yīng)等方面具有優(yōu)勢。

溶氧電極在飲用水處理過程中也扮演著重要角色。在自來水廠，原水經(jīng)過沉淀、過濾等預(yù)處理后，需要對水中的溶解氧進(jìn)行調(diào)控。適量的溶解氧有助于后續(xù)消毒工藝的進(jìn)行，提高消毒效果；同時(shí)，還能防止水中的一些還原性物質(zhì)對管道造成腐蝕。溶氧電極可實(shí)時(shí)監(jiān)測處理過程中各環(huán)節(jié)的溶解氧濃度，工作人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整曝氣、加藥等操作，保證出廠水的溶解氧含量符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，為居民提供安全、質(zhì)量的飲用水。微基智慧科技(江蘇)有限公司

    溶氧電極——溶氧對生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素的影響及調(diào)控，溶解氧（DissolvedOxygen,DO）是生物發(fā)酵過程中影響類胡蘿卜素合成的關(guān)鍵因素之一，其濃度和調(diào)控直接影響微生物的代謝途徑、細(xì)胞生長及次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累。以下是溶解氧對類胡蘿卜素發(fā)酵的影響及調(diào)控策略的詳細(xì)分析：溶解氧對類胡蘿卜素合成的影響，1.直接代謝調(diào)控：（1）好氧需求：類胡蘿卜素合成菌（如紅酵母、黏紅酵母、三孢布拉霉等）多為好氧微生物，其合成途徑依賴氧分子作為底物（如β-胡蘿卜素合成需氧依賴的環(huán)化酶）。（2）氧化應(yīng)激響應(yīng)：適度氧脅迫可促進(jìn)抗氧化防御機(jī)制，促進(jìn)類胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素、蝦青素）積累，因其具有qingli活性氧（ROS）的功能。但過量ROS會(huì)抑制細(xì)胞生長。2.能量與還原力平衡：（1）高DO促進(jìn)TCA循環(huán)和氧化磷酸化，生成更多ATP和NADPH,為類胡蘿卜素合成提供能量和還原力（如NADPH是類胡蘿卜素合成關(guān)鍵輔因子）（2）但過高的DO可能導(dǎo)致碳源過度消耗于菌體生長，而非產(chǎn)物合成。3、關(guān)鍵酶活性，（1）限氧條件下，MVA途徑（甲羥戊酸途徑）關(guān)鍵酶（如HMG-CoA還原酶）活性可能受抑制，減少類胡蘿卜素前體（IPP/DMAPP）供應(yīng)。（2）如三孢布拉霉中，DO>30%飽和度時(shí)胡蘿卜素合成酶基因。 溶氧電極的防護(hù)等級(jí)（如 IP68）確保在潮濕或水下環(huán)境穩(wěn)定工作。

溶氧電極能夠準(zhǔn)確地測量發(fā)酵液中的溶氧水平。在微生物發(fā)酵過程中，適宜的溶氧水平是菌體生長和代謝的重要保障。當(dāng)溶氧電極測值顯示溶氧水平較高時(shí)，對于好氧微生物而言，充足的氧氣能夠促進(jìn)其呼吸作用，加速代謝過程。例如，在谷氨酸發(fā)酵中，較高的溶氧條件有利于谷氨酸脫氫酶的活性提高，從而促進(jìn)谷氨酸的生成積累。同時(shí)，高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質(zhì)，如 ATP，為細(xì)胞的生長和繁殖提供動(dòng)力。然而，過高的溶氧水平也可能對某些微生物產(chǎn)生氧化損傷，影響其正常生長和代謝。當(dāng)溶氧電極監(jiān)測到較低的溶氧水平時(shí)，微生物的生長和代謝會(huì)發(fā)生明顯變化。對于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來說，低溶氧環(huán)境可能是其適宜的生長條件。但對于好氧微生物，低溶氧會(huì)限制其呼吸作用，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足。例如，在微生物燃料電池中，陰極的溶氧水平會(huì)影響其產(chǎn)電性能。當(dāng)溶氧電極測值較低時(shí)，陰極的氧還原反應(yīng)受到抑制，從而降低了微生物燃料電池的輸出功率。此外，低溶氧水平還可能影響微生物的代謝途徑，促使其產(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物以適應(yīng)環(huán)境。溶氧電極數(shù)據(jù)接入城市智慧水務(wù)平臺(tái)，助力水資源高效管理。江蘇溶解氧電極

通過溶解氧電極監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵罐中的氧氣分布不均問題，優(yōu)化混合效率。四川溶解氧電極

溶氧電極在航空航天領(lǐng)域也有潛在應(yīng)用。在航天器的生命保障系統(tǒng)中，需要精確控制艙內(nèi)空氣中的氧氣含量，以保證宇航員的生命安全和健康。溶氧電極可用于監(jiān)測艙內(nèi)空氣的溶解氧濃度，當(dāng)濃度發(fā)生異常變化時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)采取措施，如調(diào)節(jié)空氣循環(huán)系統(tǒng)、補(bǔ)充氧氣等，維持艙內(nèi)空氣環(huán)境的穩(wěn)定。此外，在航天飛行器的推進(jìn)劑儲(chǔ)存和輸送過程中，對液體推進(jìn)劑中的溶解氧含量也有嚴(yán)格要求，溶氧電極可用于監(jiān)測推進(jìn)劑中的溶解氧，確保推進(jìn)劑的質(zhì)量和性能。四川溶解氧電極