溶氧曲線簡介

隨著生物技術的發展，越來越多的產品通過生物發酵和大規模細胞培養的方式得到，這也是生物行業的一個發展趨勢，拋棄原有需要大量人力的操作，采用統一標準，自動化的方式去生產，這樣的變化具有減少操作的污染以及降本增效的好處，更好的是通過大規模培養得到產物的批次差異將會更小。

在使用發酵罐進行微生物發酵和細胞反應器進行細胞的懸浮培養時，我們需要測定，觀察一些參數，從而得知反應器內微生物和細胞的生長的狀態。

我們一般會測攪拌轉速，溶氧，Ph，溫度等等一些參數，在觀察反應器是否正產平穩運行的時候，更直觀的方式是觀察各參數的曲線，今天我們講一下溶氧曲線，一起來看看溶氧曲線能告訴我們什么。

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

極譜式溶氧電極是由一個被選擇性薄膜封閉的充滿著電解液的腔室。里面是由金質的陰極和銀質的陽極，在兩電極中間充斥著氯化jia電解液。

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

根據法拉第定律：流過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性關系。同時熱敏電阻檢測溶液溫度對鹽濃度進行溫度補償。由于整個過程中電解質參與反應，因此需要隔段時間更換電解液。

光學溶氧電極采用的是熒光淬滅氧氣的原理來測量溶液中的氧含量。光學溶氧傳感器的產品設計是通過一個發光二極管來監視傳感器的藍色LED，特定的發光體被藍光激發后發生冷光現象（熒光），帶有紅光過濾器的發光二極管用來測量冷光產生的紅光來判斷和計算氧分子的數量

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

在校準時，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，這個溶氧曲線能告訴我們什么呢？

 01   設備的性能體現 

在平常的操作中，大家都會提到一個溶氧曲線穩定性的問題，穩定性就是曲線波動程度的大小，反應器設備的優劣便在于參數控制是否穩定，曲線越平穩，控制就越穩定，也就是說這臺設備性能更加優良。現在設備的控制采用PID的方式來控制，PID需要根據實際的培養情況來調節各個數值的大小。

 02  培養環境的穩定性 

上面提到溶氧曲線的穩定性越好，反應了設備的性能，也反應了反應器中的培養環境的穩定程度，當曲線波動程度?。ɑ谠O定值）的時候，微生物和細胞的生長環境也越好。

 03  培養進度 

溶氧曲線中另一個搭配的曲線是進氣量或者供氧量曲線，溶氧曲線的每一次波動都伴隨著進氣和供氧，當曲線的波動次數越頻繁，說明進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，大量增殖的狀態。

 04  批次間對比 

溶氧曲線可以進行批次間對比，在生產的兩個批次之后，可以在設備的主機上將兩批的溶氧曲線調取出來進行比對，了解兩個批次之間的差異，以便改進實驗的數據和方向。

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

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，并且配備熱質氣體質量流量計和漢密爾頓光學溶氧電極，提高了溶氧控制的穩定性和精準度，從而實現培養環境的穩定性。

在系統的控制方面，溫度，溶氧，PH，攪拌能夠實現自動控制，可以實現溶氧與攪拌，氣體，流量多級關聯。只需簡單的設置便可實現自動控制。

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