四川生物合成学用溶解氧电极

溶氧电极的工作原理及重要性溶氧电极是一种用于测量发酵液中溶解氧浓度的传感器。它通过电化学原理，将溶解氧的浓度转化为电信号，从而实现对溶氧水平的实时监测。在发酵罐厂中，溶氧电极的重要性不言而喻。合适的溶氧水平对于微生物的生长和代谢至关重要。如果溶氧不足，微生物的生长和代谢会受到抑制，从而影响发酵产物的产量和质量；反之，如果溶氧过高，可能会导致微生物的过度氧化，同样会对发酵过程产生不利影响。因此，通过溶氧电极实时监测溶氧水平，并根据监测结果及时调整发酵条件，对于提高发酵产物的产量和质量具有重要意义。原位拉曼光谱结合溶氧电极，同步监测溶液成分与氧动态变化。四川生物合成学用溶解氧电极

采用先进的控制系统能够提高溶氧电极的稳定性，1、模糊自适应 PID 控制器，发酵罐系统中的溶氧具有非线性、时变的特点，传统的 PID 控制器通常不适用于这类系统。因此，可以采用一种新的模糊自适应 PID 控制器，在 Simulink 环境中构建 PID 控制系统，并使用 Matlab 中的模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器。这种模糊自适应 PID 控制器具有响应速度快、控制灵敏度高、适应性强等优点，可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。2、分阶段供氧控制策略，在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的分批发酵过程中，采用分阶段供氧控制策略可以提高生物絮凝剂的产量和稳定性。该策略是在发酵过程 0～16 h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h-1，16 h 后降低 kLa 为 40h-1 至发酵结束，整个发酵过程通气量保持在 1 L・L-1・min-1。采用这种分阶段供氧控制策略，可以实现高细胞生长速率和高产物产率的统一，同时也可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。江苏高温灭菌溶解氧电极供应在酶制剂生产中，溶解氧电极优化了产酶菌种的生长和诱导表达条件。

    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。

在微生物工程和生物技术领域，溶氧电极能够提供准确的溶氧监测数据，溶氧电极能够实时、准确地监测发酵过程中的溶解氧浓度。在工业发酵过程中，光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高、漂移小、响应快等优点。例如，在青霉素发酵过程中，培养液中的溶解氧浓度对菌体的代谢过程及终端产物的生物合成起着决定性的作用。微基智慧科技的 VD-2021i-A系列 溶氧电极在青霉素 G 发酵过程中的应用，为发酵过程提供了重要的指导意义。当培养液中的溶解氧浓度高于菌体生长所需的临界值时，菌体的呼吸不受影响，青霉菌的各种代谢活动正常进行；而当溶解氧浓度低于临界值时，菌体的多种生化代谢会受到影响，严重时会产生不可逆的抑制菌体生长和产物合成异常现象溶氧电极在发酵工程中监控菌体生长，优化通气量和搅拌速率。

市政污水处理过程离不开溶氧电极的协助。在活性污泥法处理污水时，曝气池中溶解氧的浓度直接影响微生物的活性和污水处理效果。溶氧电极可实时监测曝气池中溶解氧含量，污水处理厂工作人员根据监测数据，调整曝气设备的运行参数，如曝气时间、曝气量等，确保微生物在比较好溶氧环境下分解污水中的有机物，提高污水处理效率，降低处理成本，终实现污水的达标排放 ，保护城市水环境。河流湖泊等自然水体的生态平衡与溶解氧密切相关，溶氧电极可用于长期监测其溶解氧状况。通过在河流、湖泊中设置多个监测点，安装溶氧电极，能够收集不同区域、不同时间的溶解氧数据。这些数据有助于研究人员了解水体的生态健康状况，分析水体受污染程度以及自净能力的变化。例如，当某一区域的溶解氧浓度持续下降，可能意味着该区域存在污染源，需进一步排查整治，以维护河流湖泊的生态稳定 。低温环境下溶氧电极响应变慢，可通过加热装置维持恒温测量。浙江溶解氧电极费用

溶氧电极的膜破损会导致电解液渗漏，需立即停止使用并更换。四川生物合成学用溶解氧电极

在微生物工程和生物技术领域，溶氧电极能够辅助工艺参数调整，在微生物燃料电池（MFC）中，溶解氧是一个重要因素。不同初始阴极电解液溶解氧微环境下，MFC 的性能表现不同。例如，在以氮废水为底物的两室 MFC 中，分别在缺氧（1.5mg/L）、正常值（3.4mg/L）和富氧（4.4mg/L）三种不同初始阴极电解液溶解氧条件下进行研究。结果表明，MFC 性能取决于阴极的初始溶解氧浓度，在缺氧条件下功率密度优良。此外，高通量测序用于探索每个阶段的阴极生物膜和微生物群落悬浮液，结果显示阴极电极的优势属从 Pirellula 变为 Thermomonas，直至变为 Azospira。缺氧条件下，异养反硝化细菌活性受到抑制，硝化细菌比例增加。在微生物燃料电池中，阴极界面的溶解氧浓度是影响其性能的关键因素。通过运行三种不同溶解氧条件下的 MFC（空气呼吸型、水浸没型和由光合微生物辅助型）发现，在所有情况下，生物阴极都改善了与非生物条件相比的氧还原反应，其中空气呼吸型 MFC 性能优良。光合培养物在阴极室中提供高溶解氧水平，高达 16mgO₂/L，维持了 P-MFC 生物阴极中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧属达到总 OTUs 的 > 50%。四川生物合成学用溶解氧电极