溶解氧電極在生物發(fā)酵過程中的關(guān)鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過程中不可或缺的在線監(jiān)測(cè)工具，用于實(shí)時(shí)測(cè)量發(fā)酵液中的溶解氧濃度（DO）。在好氧發(fā)酵中，微生物的生長(zhǎng)和代謝高度依賴氧氣供應(yīng)，如氨基酸和酶制劑的工業(yè)生產(chǎn)均需精確控制溶解氧水平。溶解氧電極通過電化學(xué)或光學(xué)原理檢測(cè)氧分壓，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù)，幫助操作人員優(yōu)化通氣、攪拌速率或補(bǔ)料策略。例如，在青霉素發(fā)酵中，溶解氧不足會(huì)導(dǎo)致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累，而過高則可能引起氧化應(yīng)激，影響產(chǎn)物合成。因此，溶解氧電極的精細(xì)監(jiān)測(cè)是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關(guān)鍵。

熒光法溶氧電極在測(cè)量時(shí)能夠保持對(duì)水中溶解氧含量的非侵入式、實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。浙江光學(xué)法溶氧電極

溶氧電極在生物修復(fù)受污染水體的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在利用微生物修復(fù)受污染水體時(shí)，微生物的生長(zhǎng)和代謝需要消耗氧氣，而水體中的溶解氧濃度直接影響微生物的活性和修復(fù)效果。溶氧電極可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)區(qū)域水體中的溶解氧含量，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整曝氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，或添加適量的增氧劑，為微生物提供充足的氧氣，促進(jìn)污染物的分解和轉(zhuǎn)化，加速水體的修復(fù)進(jìn)程，改善水環(huán)境質(zhì)量。溶氧電極的測(cè)量范圍也是一個(gè)重要參數(shù)。不同類型的溶氧電極具有不同的測(cè)量范圍，例如，一些用于實(shí)驗(yàn)室研究的高精度溶氧電極，其測(cè)量范圍可能較窄，適用于對(duì)溶解氧濃度變化敏感且濃度范圍較小的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景；而一些用于工業(yè)生產(chǎn)或環(huán)境監(jiān)測(cè)的溶氧電極，測(cè)量范圍則相對(duì)較寬，能夠滿足不同環(huán)境下溶解氧濃度變化較大的測(cè)量需求。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體測(cè)量要求選擇合適測(cè)量范圍的溶氧電極，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。杭州溶解氧電極價(jià)格溶氧電極產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋傳感器芯片、膜材料、電解液及終端設(shè)備制造。

不同菌種發(fā)酵過程中的應(yīng)用差異：1、以雙孢蘑菇為實(shí)驗(yàn)菌種，采用5L自控式發(fā)酵罐培養(yǎng)研究，溶氧控制條件對(duì)雙孢菇發(fā)酵過程的影響。在此過程中，考察了發(fā)酵過程中菌體生物量、胞外多糖產(chǎn)量、相對(duì)溶氧、葡萄糖含量的變化。這表明在雙孢蘑菇發(fā)酵過程中，溶氧電極可以用于監(jiān)測(cè)這些關(guān)鍵參數(shù)的變化，從而優(yōu)化溶氧控制條件，提高菌體生物量和胞外多糖產(chǎn)量。2、對(duì)于淀粉液化芽孢桿菌BS5582在IOL-全自動(dòng)發(fā)酵罐規(guī)模生產(chǎn)β-葡聚糖酶的過程中，通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行溶氧優(yōu)化。優(yōu)化后β-葡聚糖酶酶活在44h達(dá)到511U/mL，比優(yōu)化前提高了122.76%6。這說明在淀粉液化芽孢桿菌發(fā)酵過程中，溶氧電極可用于指導(dǎo)溶氧優(yōu)化，提高酶的產(chǎn)量。3、在短梗霉發(fā)酵過程中，將短梗霉菌株經(jīng)2.7L發(fā)酵罐發(fā)酵，研究溶氧對(duì)其發(fā)酵的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在70%溶氧條件下，不同短梗霉菌株的聚蘋果酸和蘋果酸產(chǎn)量有明顯差異，而在10%溶氧條件下，產(chǎn)量降低明顯。這表明在短梗霉發(fā)酵過程中，溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)溶氧對(duì)發(fā)酵產(chǎn)酸的影響，為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。

如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？1、采用模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）MohamedBahita等人在2022年的研究中，基于遞歸二乘識(shí)別方法，提出了一種模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）應(yīng)用于非線性系統(tǒng)中溶解氧濃度的控制，該系統(tǒng)為活性污泥生物反應(yīng)器，大量用于廢水處理和凈化操作。通過與經(jīng)典的PI控制方法進(jìn)行比較，驗(yàn)證了該方法在MATLAB環(huán)境中的有效性。這種自適應(yīng)控制技術(shù)能夠根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況不斷調(diào)整控制參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧水平的精確控制，從而為提高產(chǎn)酶效率創(chuàng)造有利條件。2、分階段供氧控制策略何寧等人在2004年的研究中，在3L發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究了溶氧水平對(duì)谷氨酸棒桿菌菌體生長(zhǎng)及新型生物絮凝劑REA-11合成的影響，提出了生物絮凝劑REA-11合成的分階段供氧控制策略。具體為發(fā)酵過程0-16h維持體積傳氧系數(shù)kLa為100h?1，16h后降低kLa為40h?1至發(fā)酵結(jié)束，整個(gè)發(fā)酵過程通氣量保持在1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略，生物絮凝劑產(chǎn)量達(dá)到900mg?L?1，發(fā)酵周期縮短，實(shí)現(xiàn)了高細(xì)胞生長(zhǎng)速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這種控制策略可以根據(jù)不同發(fā)酵階段的需求，精確調(diào)整溶氧水平，為提高產(chǎn)酶效率提供了一種有效的方法。原位拉曼光譜結(jié)合溶氧電極，同步監(jiān)測(cè)溶液成分與氧動(dòng)態(tài)變化。

在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域，溶氧電極能夠輔助工藝參數(shù)調(diào)整，在微生物燃料電池（MFC）中，溶解氧是一個(gè)重要因素。不同初始陰極電解液溶解氧微環(huán)境下，MFC 的性能表現(xiàn)不同。例如，在以氮廢水為底物的兩室 MFC 中，分別在缺氧（1.5mg/L）、正常值（3.4mg/L）和富氧（4.4mg/L）三種不同初始陰極電解液溶解氧條件下進(jìn)行研究。結(jié)果表明，MFC 性能取決于陰極的初始溶解氧濃度，在缺氧條件下功率密度優(yōu)良。此外，高通量測(cè)序用于探索每個(gè)階段的陰極生物膜和微生物群落懸浮液，結(jié)果顯示陰極電極的優(yōu)勢(shì)屬?gòu)?Pirellula 變?yōu)?Thermomonas，直至變?yōu)?Azospira。缺氧條件下，異養(yǎng)反硝化細(xì)菌活性受到抑制，硝化細(xì)菌比例增加。在微生物燃料電池中，陰極界面的溶解氧濃度是影響其性能的關(guān)鍵因素。通過運(yùn)行三種不同溶解氧條件下的 MFC（空氣呼吸型、水浸沒型和由光合微生物輔助型）發(fā)現(xiàn)，在所有情況下，生物陰極都改善了與非生物條件相比的氧還原反應(yīng)，其中空氣呼吸型 MFC 性能優(yōu)良。光合培養(yǎng)物在陰極室中提供高溶解氧水平，高達(dá) 16mgO?/L，維持了 P-MFC 生物陰極中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧屬達(dá)到總 OTUs 的 > 50%。發(fā)酵用溶氧電極需耐受高溫滅菌（如 121℃濕熱滅菌），保持性能穩(wěn)定。江蘇高壽命溶氧電極供應(yīng)

溶氧電極的攪拌速度需恒定，避免流速變化引入測(cè)量誤差。浙江光學(xué)法溶氧電極

溶氧電極在制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)中扮演著關(guān)鍵角色。在眾多藥物的合成反應(yīng)過程中，氧氣濃度對(duì)反應(yīng)進(jìn)程和產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響。溶氧電極能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控反應(yīng)體系中的氧氣濃度，一旦濃度偏離預(yù)設(shè)范圍，相關(guān)設(shè)備可及時(shí)調(diào)整，確保反應(yīng)在比較好條件下進(jìn)行。例如在某些=的發(fā)酵生產(chǎn)中，精確控制溶氧濃度有助于提高發(fā)酵效率，增加=的產(chǎn)量與質(zhì)量。同時(shí)，溶氧電極還能保障生產(chǎn)過程的安全性，防止因氧氣濃度異常引發(fā)的危險(xiǎn)，如等潛在風(fēng)險(xiǎn) 。微基智慧科技(江蘇)有限公司浙江光學(xué)法溶氧電極