溶氧電極在生物科學(xué)研究領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。在細胞培養(yǎng)實驗中,細胞的生長和代謝對培養(yǎng)環(huán)境中的溶解氧濃度十分敏感。通過在培養(yǎng)體系中安裝溶氧電極,科研人員能夠?qū)崟r掌握溶解氧的變化,及時調(diào)整培養(yǎng)條件,如調(diào)節(jié)通氣量等,為細胞提供適宜的生長環(huán)境,促進細胞的增殖與分化。在微生物發(fā)酵研究中,溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵過程中微生物對氧氣的利用情況,幫助優(yōu)化發(fā)酵工藝,提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量,為生物制品的研發(fā)與生產(chǎn)提供有力支持 。極譜法溶氧電極在測量過程中,其主要工作原理是基于電化學(xué)極譜技術(shù)來測定水中溶解氧的含量。耐高溫溶氧電極哪家好
溶解氧電極的工作原理及技術(shù)發(fā)展
溶解氧電極作為生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵的在線監(jiān)測設(shè)備,其工作原理主要基于電化學(xué)檢測方法。
目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統(tǒng),包括工作電極(通常為金或鉑)、對電極和參比電極,在工作電極表面施加穩(wěn)定的極化電壓(通常為-0.6至-0.8V),溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生的電流信號與溶解氧濃度成正比。
近年來,溶解氧傳感技術(shù)取得了進展。傳統(tǒng)電化學(xué)電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學(xué)傳感器所補充。光學(xué)傳感器利用特定熒光物質(zhì)在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度,具有無需極化、不受流速影響、維護簡單等優(yōu)勢。
在發(fā)酵應(yīng)用中,溶解氧電極面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括:高溫滅菌(121℃、30分鐘)條件下的穩(wěn)定性、長期運行的漂移控制、抗培養(yǎng)基污染能力等。現(xiàn)代電極采用特殊的膜材料(如PTFE復(fù)合膜)和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù),使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產(chǎn)企業(yè)的對比數(shù)據(jù)顯示,采用新型電極后,校準(zhǔn)周期從3天延長至2周,年維護成本降低40%。 江蘇高溫滅菌溶氧電極批發(fā)現(xiàn)代智能溶解氧電極支持遠程數(shù)據(jù)傳輸,便于在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)自動化控制。
加強人員培訓(xùn)和管理也能夠提高溶氧電極在監(jiān)測過程中的穩(wěn)定性。1、操作人員培訓(xùn):對發(fā)酵罐廠的操作人員進行溶氧電極的安裝、維護、校準(zhǔn)和操作培訓(xùn),提高操作人員的專業(yè)技能和水平。操作人員應(yīng)熟悉溶氧電極的工作原理、性能特點和使用方法,掌握正確的安裝、維護和校準(zhǔn)方法,以及在發(fā)酵過程中如何根據(jù)溶氧水平的變化調(diào)整發(fā)酵罐的操作條件。2、質(zhì)量管理體系:建立健全發(fā)酵罐廠的質(zhì)量管理體系,加強對溶氧電極的質(zhì)量控制和管理。對溶氧電極的采購、驗收、安裝、維護、校準(zhǔn)和使用等環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保溶氧電極的性能和穩(wěn)定性符合發(fā)酵工藝的要求??傊岣呷苎蹼姌O在發(fā)酵罐廠應(yīng)用中的穩(wěn)定性需要從選擇合適的電極類型、正確安裝和維護電極、優(yōu)化發(fā)酵罐的操作條件、采用先進的控制系統(tǒng)和加強人員培訓(xùn)和管理等方面入手。通過綜合采取這些措施,可以提高溶氧電極的穩(wěn)定性,保證發(fā)酵過程的順利進行,提高發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
溶氧電極在種子儲存研究中嶄露頭角。種子在儲存過程中,呼吸作用會消耗氧氣,過高的溶氧會加速種子老化,降低發(fā)芽率??蒲腥藛T將溶氧電極置于種子儲存容器內(nèi),實時監(jiān)測溶氧變化。通過調(diào)控儲存環(huán)境的氧氣含量,如采用低氧包裝或充入惰性氣體,抑制種子呼吸,延長種子壽命,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)儲備高質(zhì)量種子,保障糧食安全。在消防泡沫生產(chǎn)過程中,溶氧電極發(fā)揮著重要作用。消防泡沫的性能與生產(chǎn)過程中的溶氧濃度緊密相關(guān)。溶氧過高或過低,都會影響泡沫的穩(wěn)定性和滅火效果。生產(chǎn)時,溶氧電極實時監(jiān)測反應(yīng)體系中的溶氧,一旦溶氧偏離設(shè)定范圍,系統(tǒng)自動調(diào)整通氣量或添加特定助劑,確保泡沫質(zhì)量穩(wěn)定,為消防領(lǐng)域提供可靠的滅火材料。極譜法溶氧電極在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用,為水質(zhì)保護和水資源管理提供了重要的技術(shù)支持。
溶氧電極(溶氧水平對生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響):不同的生物發(fā)酵過程對溶氧水平的要求可能不同。例如,黑曲霉液體發(fā)酵產(chǎn) α- 半乳糖苷酶的過程中,雖然沒有直接提到溶氧水平對產(chǎn)酶效率的影響,但可以推測,合適的培養(yǎng)條件,如碳源濃度、蛋白胨濃度、pH 值和培養(yǎng)溫度等,可能也與溶氧水平相互作用,共同影響產(chǎn)酶效率。對于某些微生物,可能在較低的溶氧水平下就能高效產(chǎn)酶,而對于另一些微生物,則可能需要較高的溶氧水平。這可能與微生物的代謝特性、酶的合成機制以及發(fā)酵過程中的其他因素有關(guān)。在實際生產(chǎn)中,需要根據(jù)具體的微生物和酶的類型,優(yōu)化溶氧水平,以提高產(chǎn)酶效率。溶氧電極的設(shè)計確實充分考慮了防腐蝕和耐磨損的需求,以適應(yīng)污水處理這一復(fù)雜且惡劣的環(huán)境。耐高溫溶氧電極報價
污水處理用溶氧電極在測量準(zhǔn)確性和精度上相比傳統(tǒng)方法具有優(yōu)勢,能夠更有效地指導(dǎo)污水處理過程。耐高溫溶氧電極哪家好
如何結(jié)合先進的控制技術(shù)實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?脈沖電場技術(shù)劉振宇等人在2019年的研究中,采用響應(yīng)面法設(shè)計脈沖電場工作參數(shù)(脈沖強度5-15kV/cm、脈沖持續(xù)時間10-100μs和脈沖數(shù)50-99)并對黑曲霉孢子懸液進行處理和培養(yǎng)。結(jié)果表明脈沖強度很大程度影響菌絲干質(zhì)量和產(chǎn)糖化酶能力,當(dāng)脈沖強度為12.975kV/cm、脈沖寬度為54μs和脈沖數(shù)為66時,黑曲霉的菌絲干質(zhì)量和糖化酶活性分別為28.05mg和18.01U/mL,比對照提高了68.27%和14.71%。雖然該研究主要針對黑曲霉生長和糖化酶活性,但脈沖電場技術(shù)可能為其他產(chǎn)酶過程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如,可以通過脈沖電場刺激微生物的代謝活動,從而提高對溶氧的利用效率,進而提高產(chǎn)酶效率。耐高溫溶氧電極哪家好