发酵系统中溶解氧电极的选型与安装规范

选择合适的溶解氧电极需要考虑多个因素：发酵规模（实验室、中试或生产）、灭菌方式（在位灭菌或离位灭菌）、培养基特性（粘度、固体含量）等。对于大型发酵罐（>50m3），通常选用带温度补偿的工业级电极，如梅特勒-托利多InPro6860i系列，其防护等级可达IP68，耐受压力至6bar。

安装位置对测量准确性有重要影响。电极应安装在发酵罐的适当高度（通常位于液面下1/3至1/2处），避开搅拌桨直接作用区域和气泡聚集区。推荐安装角度为15-30度倾斜，这有利于气泡的及时排除。

在某疫苗生产企业，通过优化电极安装位置，使溶解氧测量波动幅度从±5%降低到±1.5%。校准程序必须严格执行。两点校准法（零点用无氧亚硫酸钠溶液，满度用空气饱和水）是行业标准。值得注意的是，高温校准（与发酵温度一致）可消除温度差异带来的误差。某氨基酸生产厂的数据显示，采用60℃校准后，测量系统误差从2.3%降至0.8%。 微流控芯片集成溶氧电极，实现纳升级样品的痕量氧浓度分析。四川溶解氧电极

不同发酵罐规模下的应用差异，在中试规模（20和250升）及生产规模（15000升）的novobiocin发酵中，对溶氧的测量发现，在中试罐中，当涡轮搅拌器的直径与罐直径之比（D/T）为0.40时，整体混合不完全，而当D/T=0.69时，混合较为均匀。这表明在不同规模的发酵罐中，搅拌器的设计会影响溶氧的分布和测量。在生产规模的发酵罐中，对三种不同尺寸的搅拌器（D/T分别为0.28、0.33和0.43）进行测试，发现整体混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液体与细胞之间存在阻力。这说明在不同规模的发酵罐中，溶氧电极的应用需要考虑搅拌器的设计以及液体与细胞之间的阻力差异，以确保准确监测溶氧水平并优化发酵过程。浙江溶氧电极荧光法溶氧电极相比传统膜式电极，在测量稳定性、维护便捷性、无需标定以及快速响应等方面具有优势。

溶氧电极在饮用水处理过程中也扮演着重要角色。在自来水厂，原水经过沉淀、过滤等预处理后，需要对水中的溶解氧进行调控。适量的溶解氧有助于后续消毒工艺的进行，提高消毒效果；同时，还能防止水中的一些还原性物质对管道造成腐蚀。溶氧电极可实时监测处理过程中各环节的溶解氧浓度，工作人员根据监测数据调整曝气、加药等操作，保证出厂水的溶解氧含量符合国家饮用水卫生标准，为居民提供安全、质量的饮用水。微基智慧科技(江苏)有限公司

    溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素的影响及调控，溶解氧（DissolvedOxygen,DO）是生物发酵过程中影响类胡萝卜素合成的关键因素之一，其浓度和调控直接影响微生物的代谢途径、细胞生长及次级代谢产物的积累。以下是溶解氧对类胡萝卜素发酵的影响及调控策略的详细分析：溶解氧对类胡萝卜素合成的影响，1.直接代谢调控：（1）好氧需求：类胡萝卜素合成菌（如红酵母、黏红酵母、三孢布拉霉等）多为好氧微生物，其合成途径依赖氧分子作为底物（如β-胡萝卜素合成需氧依赖的环化酶）。（2）氧化应激响应：适度氧胁迫可促进抗氧化防御机制，促进类胡萝卜素（如β-胡萝卜素、虾青素）积累，因其具有qingli活性氧（ROS）的功能。但过量ROS会抑制细胞生长。2.能量与还原力平衡：（1）高DO促进TCA循环和氧化磷酸化，生成更多ATP和NADPH,为类胡萝卜素合成提供能量和还原力（如NADPH是类胡萝卜素合成关键辅因子）（2）但过高的DO可能导致碳源过度消耗于菌体生长，而非产物合成。3、关键酶活性，（1）限氧条件下，MVA途径（甲羟戊酸途径）关键酶（如HMG-CoA还原酶）活性可能受抑制，减少类胡萝卜素前体（IPP/DMAPP）供应。（2）如三孢布拉霉中，DO>30%饱和度时胡萝卜素合成酶基因。 溶氧电极的防护等级（如 IP68）确保在潮湿或水下环境稳定工作。

溶氧电极能够准确地测量发酵液中的溶氧水平。在微生物发酵过程中，适宜的溶氧水平是菌体生长和代谢的重要保障。当溶氧电极测值显示溶氧水平较高时，对于好氧微生物而言，充足的氧气能够促进其呼吸作用，加速代谢过程。例如，在谷氨酸发酵中，较高的溶氧条件有利于谷氨酸脱氢酶的活性提高，从而促进谷氨酸的生成积累。同时，高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物质，如 ATP，为细胞的生长和繁殖提供动力。然而，过高的溶氧水平也可能对某些微生物产生氧化损伤，影响其正常生长和代谢。当溶氧电极监测到较低的溶氧水平时，微生物的生长和代谢会发生明显变化。对于厌氧微生物或兼性厌氧微生物来说，低溶氧环境可能是其适宜的生长条件。但对于好氧微生物，低溶氧会限制其呼吸作用，导致能量供应不足。例如，在微生物燃料电池中，阴极的溶氧水平会影响其产电性能。当溶氧电极测值较低时，阴极的氧还原反应受到抑制，从而降低了微生物燃料电池的输出功率。此外，低溶氧水平还可能影响微生物的代谢途径，促使其产生一些特殊的代谢产物以适应环境。溶氧电极数据接入城市智慧水务平台，助力水资源高效管理。江苏溶解氧电极

通过溶解氧电极监测，可以及时发现发酵罐中的氧气分布不均问题，优化混合效率。四川溶解氧电极

溶氧电极在航空航天领域也有潜在应用。在航天器的生命保障系统中，需要精确控制舱内空气中的氧气含量，以保证宇航员的生命安全和健康。溶氧电极可用于监测舱内空气的溶解氧浓度，当浓度发生异常变化时，系统能够及时采取措施，如调节空气循环系统、补充氧气等，维持舱内空气环境的稳定。此外，在航天飞行器的推进剂储存和输送过程中，对液体推进剂中的溶解氧含量也有严格要求，溶氧电极可用于监测推进剂中的溶解氧，确保推进剂的质量和性能。四川溶解氧电极