隨著(zhù)生物技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的產(chǎn)品通過(guò)生物發(fā)酵和大規模細胞培養的方式得到，這也是生物行業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢，拋棄原有需要大量人力的操作，采用統一標準，自動(dòng)化的方式去生產(chǎn)，這樣的變化具有減少操作的污染以及降本增效的好處，更好的是通過(guò)大規模培養得到產(chǎn)物的批次差異將會(huì )更小。

在使用發(fā)酵罐進(jìn)行微生物發(fā)酵和細胞反應器進(jìn)行細胞的懸浮培養時(shí)，我們需要測定，觀(guān)察一些參數，從而得知反應器內微生物和細胞的生長(cháng)的狀態(tài)。

我們一般會(huì )測攪拌轉速，溶氧，Ph，溫度等等一些參數，在觀(guān)察反應器是否正產(chǎn)平穩運行的時(shí)候，更直觀(guān)的方式是觀(guān)察各參數的曲線(xiàn)，今天我們講一下溶氧曲線(xiàn)，一起來(lái)看看溶氧曲線(xiàn)能告訴我們什么。

溶氧曲線(xiàn)是根據設備采集配備好的溶氧電極的數據生成的，溶氧電極又稱(chēng)溶氧探頭，分為極譜式溶氧電極和光學(xué)溶氧電極兩種。

極譜式溶氧電極是由一個(gè)被選擇性薄膜封閉的充滿(mǎn)著(zhù)電解液的腔室。里面是由金質(zhì)的陰極和銀質(zhì)的陽(yáng)極，在兩電極中間充斥著(zhù)氯化jia電解液。

測量時(shí)電極間被施加 0.6-0.8V 電壓，這時(shí)進(jìn)入腔室內的氧氣在陰極上被電離，在此過(guò)程中釋放出電子。這些電子在電解液中形成電流，而透過(guò)膜的氧量與水中溶解氧的量成正比，此時(shí)探頭檢測電流的強度。

根據法拉第定律：流過(guò)電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線(xiàn)性關(guān)系。同時(shí)熱敏電阻檢測溶液溫度對鹽濃度進(jìn)行溫度補償。由于整個(gè)過(guò)程中電解質(zhì)參與反應，因此需要隔段時(shí)間更換電解液。

光學(xué)溶氧電極采用的是熒光淬滅氧氣的原理來(lái)測量溶液中的氧含量。光學(xué)溶氧傳感器的產(chǎn)品設計是通過(guò)一個(gè)發(fā)光二極管來(lái)監視傳感器的藍色LED，特定的發(fā)光體被藍光激發(fā)后發(fā)生冷光現象（熒光），帶有紅光過(guò)濾器的發(fā)光二極管用來(lái)測量冷光產(chǎn)生的紅光來(lái)判斷和計算氧分子的數量

光學(xué)電極的性能更好，靈敏度更高，并且免維護，這樣可以省卻很多準備的時(shí)間，同時(shí)溶氧電極在使用時(shí)需要校準，校準采用兩點(diǎn)校準的方法，楚怡生物反應器采用的是漢密爾頓的光學(xué)溶氧電極，零點(diǎn)在電極出廠(chǎng)前就已經(jīng)固化，所以只需要校準溶氧的值即可。

在校準時(shí)，將電極接到設備主機上，放置于空氣中，待數值穩定后，校準點(diǎn)位即可，也可插入罐內連續通入十五分鐘的空氣，待數值穩定后，校準。

那么，這個(gè)溶氧曲線(xiàn)能告訴我們什么呢？

 01   設備的性能體現 

在平常的操作中，大家都會(huì )提到一個(gè)溶氧曲線(xiàn)穩定性的問(wèn)題，穩定性就是曲線(xiàn)波動(dòng)程度的大小，反應器設備的優(yōu)劣便在于參數控制是否穩定，曲線(xiàn)越平穩，控制就越穩定，也就是說(shuō)這臺設備性能更加優(yōu)良?，F在設備的控制采用PID的方式來(lái)控制，PID需要根據實(shí)際的培養情況來(lái)調節各個(gè)數值的大小。

 02  培養環(huán)境的穩定性 

上面提到溶氧曲線(xiàn)的穩定性越好，反應了設備的性能，也反應了反應器中的培養環(huán)境的穩定程度，當曲線(xiàn)波動(dòng)程度?。ɑ谠O定值）的時(shí)候，微生物和細胞的生長(cháng)環(huán)境也越好。

 03  培養進(jìn)度 

溶氧曲線(xiàn)中另一個(gè)搭配的曲線(xiàn)是進(jìn)氣量或者供氧量曲線(xiàn)，溶氧曲線(xiàn)的每一次波動(dòng)都伴隨著(zhù)進(jìn)氣和供氧，當曲線(xiàn)的波動(dòng)次數越頻繁，說(shuō)明進(jìn)氣和供氧的次數就越多，這就反應了罐內的微生物或細胞正處于快速生長(cháng)，大量增殖的狀態(tài)。

 04  批次間對比 

溶氧曲線(xiàn)可以進(jìn)行批次間對比，在生產(chǎn)的兩個(gè)批次之后，可以在設備的主機上將兩批的溶氧曲線(xiàn)調取出來(lái)進(jìn)行比對，了解兩個(gè)批次之間的差異，以便改進(jìn)實(shí)驗的數據和方向。

以上的一些都是我們可以從溶氧曲線(xiàn)中得到的信息，當熟練之后，溶氧曲線(xiàn)就能更好的幫助我們去做好實(shí)驗以及生產(chǎn)。

廣州東銳科技有限公司代理楚怡生物公司的生物反應器，其反應器全面配備空氣、氧氣、二氧化碳、氮氣四路氣體，并且配備熱質(zhì)氣體質(zhì)量流量計和漢密爾頓光學(xué)溶氧電極，提高了溶氧控制的穩定性和精準度，從而實(shí)現培養環(huán)境的穩定性。

在系統的控制方面，溫度，溶氧，PH，攪拌能夠實(shí)現自動(dòng)控制，可以實(shí)現溶氧與攪拌，氣體，流量多級關(guān)聯(lián)。只需簡(jiǎn)單的設置便可實(shí)現自動(dòng)控制。

如需咨詢(xún)產(chǎn)品請聯(lián)系東銳科技產(chǎn)品。

— END —