溶氧電極（溶氧水平對生物發酵產酶效率影響）：不同的生物發酵過程對溶氧水平的要求可能不同。例如，黑曲霉液體發酵產 α- 半乳糖苷酶的過程中，雖然沒有直接提到溶氧水平對產酶效率的影響，但可以推測，合適的培養條件，如碳源濃度、蛋白胨濃度、pH 值和培養溫度等，可能也與溶氧水平相互作用，共同影響產酶效率。對于某些微生物，可能在較低的溶氧水平下就能高效產酶，而對于另一些微生物，則可能需要較高的溶氧水平。這可能與微生物的代謝特性、酶的合成機制以及發酵過程中的其他因素有關。在實際生產中，需要根據具體的微生物和酶的類型，優化溶氧水平，以提高產酶效率。行業協會組織溶氧電極技術研討會，促進產學研用深度交流。深圳生物合成學用溶解氧電極

溶解氧電極的工作原理及技術發展

溶解氧電極作為生物發酵過程中關鍵的在線監測設備，其工作原理主要基于電化學檢測方法。

目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統，包括工作電極（通常為金或鉑）、對電極和參比電極，在工作電極表面施加穩定的極化電壓（通常為-0.6至-0.8V），溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發生還原反應，產生的電流信號與溶解氧濃度成正比。

近年來，溶解氧傳感技術取得了進展。傳統電化學電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學傳感器所補充。光學傳感器利用特定熒光物質在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度，具有無需極化、不受流速影響、維護簡單等優勢。

在發酵應用中，溶解氧電極面臨的主要技術挑戰包括：高溫滅菌（121℃、30分鐘）條件下的穩定性、長期運行的漂移控制、抗培養基污染能力等。現代電極采用特殊的膜材料（如PTFE復合膜）和固態電解質技術，使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產企業的對比數據顯示，采用新型電極后，校準周期從3天延長至2周，年維護成本降低40%。 廣東溶解氧電極訂購溶解氧電極與代謝流分析結合，可深入理解氧氣對細胞代謝網絡的影響機制。

溶氧電極在生物制氫領域也嶄露頭角。某些微生物在特定條件下能夠利用有機物進行厭氧發酵產生氫氣，而發酵過程中的溶解氧濃度對微生物的產氫效率影響。溶氧電極可用于監測發酵體系中的溶解氧水平，通過控制通氣量或添加抑制劑等方式，精細調節溶解氧濃度，為微生物創造適宜的產氫環境，提高生物制氫的效率，推動清潔能源的發展。隨著對室內空氣質量要求的提高，溶氧電極也逐漸應用于室內環境監測。在一些大型寫字樓、商場等人流量密集的場所，空氣中的氧氣含量會因人員呼吸等因素而發生變化。溶氧電極可與空氣質量監測系統集成，實時監測室內空氣中的氧氣濃度。一旦濃度低于設定閾值，通風系統可自動啟動，引入新鮮空氣，保證室內人員的舒適度和健康，提升室內環境質量。

溶氧電極在生物科學研究領域有著重要應用。在細胞培養實驗中，細胞的生長和代謝對培養環境中的溶解氧濃度十分敏感。通過在培養體系中安裝溶氧電極，科研人員能夠實時掌握溶解氧的變化，及時調整培養條件，如調節通氣量等，為細胞提供適宜的生長環境，促進細胞的增殖與分化。在微生物發酵研究中，溶氧電極可用于監測發酵過程中微生物對氧氣的利用情況，幫助優化發酵工藝，提高目標產物的產量，為生物制品的研發與生產提供有力支持 。溶氧電極的電解液（如氯化鉀）維持離子傳導，確保電化學反應持續進行。

不同發酵罐規模下的應用差異，在中試規模（20和250升）及生產規模（15000升）的novobiocin發酵中，對溶氧的測量發現，在中試罐中，當渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時，整體混合不完全，而當D/T=0.69時，混合較為均勻。這表明在不同規模的發酵罐中，攪拌器的設計會影響溶氧的分布和測量。在生產規模的發酵罐中，對三種不同尺寸的攪拌器（D/T分別為0.28、0.33和0.43）進行測試，發現整體混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液體與細胞之間存在阻力。這說明在不同規模的發酵罐中，溶氧電極的應用需要考慮攪拌器的設計以及液體與細胞之間的阻力差異，以確保準確監測溶氧水平并優化發酵過程。在酵母培養過程中，溶解氧電極幫助控制乙醇發酵與有氧呼吸的平衡，提高細胞密度。廣東熒光淬滅溶解氧電極

電解液變質會導致溶氧電極信號漂移，需按周期更換新鮮電解液。深圳生物合成學用溶解氧電極

不同菌種發酵過程中的應用差異：1、以雙孢蘑菇為實驗菌種，采用5L自控式發酵罐培養研究，溶氧控制條件對雙孢菇發酵過程的影響。在此過程中，考察了發酵過程中菌體生物量、胞外多糖產量、相對溶氧、葡萄糖含量的變化。這表明在雙孢蘑菇發酵過程中，溶氧電極可以用于監測這些關鍵參數的變化，從而優化溶氧控制條件，提高菌體生物量和胞外多糖產量。2、對于淀粉液化芽孢桿菌BS5582在IOL-全自動發酵罐規模生產β-葡聚糖酶的過程中，通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉速進行溶氧優化。優化后β-葡聚糖酶酶活在44h達到511U/mL，比優化前提高了122.76%6。這說明在淀粉液化芽孢桿菌發酵過程中，溶氧電極可用于指導溶氧優化，提高酶的產量。3、在短梗霉發酵過程中，將短梗霉菌株經2.7L發酵罐發酵，研究溶氧對其發酵的影響。結果發現，在70%溶氧條件下，不同短梗霉菌株的聚蘋果酸和蘋果酸產量有明顯差異，而在10%溶氧條件下，產量降低明顯。這表明在短梗霉發酵過程中，溶氧電極可用于監測溶氧對發酵產酸的影響，為優化發酵條件提供依據。深圳生物合成學用溶解氧電極