杭州极谱法溶解氧电极

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。 禁止用手直接触摸溶氧电极的膜面，防止油脂污染影响性能。杭州极谱法溶解氧电极

溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素调控，调控策略：1.物理调控法，（1）通气与搅拌：a.提高通气量（0.5-2.0vvm）和搅拌速率（200-800rpm）以增强氧传递速率（OTR）但需避免剪切力损伤细胞。b.分段控制：生长初期高DO（40-60%饱和度）促进生物量；产素期适当降低DO20-30%以诱导次级代谢。（2）压力调控：微正压（0.05-0.1MPa）可增加氧溶解度，但可能抑制某些菌株代谢。2.工艺优化，（1）补料策略：通过补加碳源（如葡萄糖）与DO耦合控制，避免Crabtree效应（过量糖抑制有氧代谢）。（2）发酵模式：采用两阶段发酵（先高DO促生长，后低氧促产物）或微氧发酵（如虾青素生产）。3.化学调控，氧载体添加：a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧传递效率，但需考虑生物相容性和成本。b.过氧化氢酶（CAT）抑制剂可适度增加胞内ROS,刺激类胡萝卜素合成。4.菌种改造，（1）强化氧响应转录因子（如SREBP、Hap1）或引入血红蛋白基因（如VitreoscillaHb）以提升低氧耐受性。（2）改造MVA途径或异源表达类胡萝卜素合成基因簇（如crt基因）。耐高温溶氧电极供应商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。

   一、放线菌发酵过程中溶氧电极的选型与优化研究，放线菌发酵的特点放线菌（Actinomycetes）是一类具有分枝菌丝和分生孢子的原核生物，因其菌落呈放射状而得名。1.其结构特征如下：（1）营养菌丝（基内菌丝）：负责吸收营养物质，部分可产生色素，是菌种鉴定的重要依据。（2）气生菌丝：生长于营养菌丝之上，进一步发育为孢子丝，形成繁殖孢子。2.放线菌发酵具有以下特点：（1）生长缓慢：发酵周期较长。（2）次级代谢产物为主：目标产物多在中后期大量合成。（3）高粘度：发酵液粘度大，易发生挂壁现象。（4）剪切敏感：菌丝对机械剪切力较为敏感，易受损。二、溶氧控制的难点，在放线菌发酵过程中，溶氧控制面临以下挑战：1.氧传递效率低：中后期菌丝体粘度高，导致氧传递效率下降，混合效果差。2.剪切力限制：因菌丝不耐剪切，无法通过提高搅拌速度改善溶氧。3.溶解氧电极可靠性问题：菌丝堵塞问题，发酵中后期，菌丝易堵塞传感器测量头，导致数据失真。

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/v），在 pH 为 8、温度为 30℃、转速为 150rpm 时，较大微生物比生长速率和果胶裂解酶活性分别为 0.0381（h⁻¹）、14.05U/mL。同时，还确定了生物反应器中的氧传递系数（kLa）和氧摄取速率。结果表明，增加空气进料速率会增加 kLa 值，短小芽孢杆菌主要产生碱性果胶裂解酶，且活性的较好 pH 和温度分别为 10 和 40℃。校准溶氧电极时需使用标准缓冲液，确保标定数据可靠。

溶氧电极在农业灌溉用水监测方面也具有重要意义。不同农作物对灌溉水中的溶解氧含量有不同的需求。例如，水稻等水生作物在生长过程中，需要一定的溶解氧来维持根系的正常呼吸和生长；而一些旱地作物，如小麦、玉米等，对灌溉水的溶解氧要求相对较低。通过在灌溉水源和田间灌溉系统中安装溶氧电极，农民可以实时了解灌溉水的溶解氧情况，根据农作物的需求调整灌溉方式和水量，保证农作物生长在适宜的水环境中，提高农作物产量和质量。溶解氧电极的数据可整合至PAT（过程分析技术）框架，实现智能化发酵控制。山东溶氧电极报价

柔性电子技术赋能可穿戴溶氧电极，用于人体组织氧含量实时监测。杭州极谱法溶解氧电极

溶氧电极与其他传感器的协同作用，在发酵罐厂中，溶氧电极通常与其他传感器协同工作，如pH电极、温度传感器等。这些传感器共同监测发酵过程中的各种参数，为发酵过程的优化提供完整的数据支持。例如，pH电极可以监测发酵液的酸碱度，温度传感器可以监测发酵液的温度。通过综合考虑这些参数，可以更好地控制发酵过程，提高发酵产物的产量和质量。不同的发酵工艺对溶氧水平的要求不同。例如，在好氧发酵过程中，需要较高的溶氧水平，以满足微生物的生长和代谢需求；而在厌氧发酵过程中，则需要较低的溶氧水平，甚至是无氧环境。溶氧电极可以根据不同的发酵工艺要求，实时监测溶氧水平，并为调整发酵条件提供依据。在实际应用中，需要根据具体的发酵工艺选择合适的溶氧电极，并进行合理的安装和调试，以确保其能够准确地测量溶氧水平。杭州极谱法溶解氧电极