對(duì)于一些特殊的微生物生態(tài)系統(tǒng)，如活性污泥中的微生物群落，溶氧電極的測(cè)值可以幫助了解溶氧水平對(duì)微動(dòng)物的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同溶氧濃度下，活性污泥中的微動(dòng)物種類和數(shù)量會(huì)發(fā)生變化。例如，在較低溶氧環(huán)境下，鞭毛蟲和變形蟲的細(xì)胞密度會(huì)增加，而纖毛蟲則在較寬的溶氧范圍內(nèi)出現(xiàn)。此外，微生物的表面積與體積比也與溶氧水平有關(guān)，具有較高表面積與體積比的微生物如鞭毛蟲和變形蟲在低氧環(huán)境下傾向于增加細(xì)胞密度。溶氧電極在研究微生物生長(zhǎng)和代謝的過(guò)程中，還可以與其他技術(shù)手段相結(jié)合，提高研究的準(zhǔn)確性和深度。例如，可以結(jié)合基因測(cè)序技術(shù)，研究不同溶氧水平下微生物群落的變化，確定關(guān)鍵菌種及其在微生物生長(zhǎng)和代謝中的作用。同時(shí)，還可以結(jié)合代謝組學(xué)技術(shù)，分析微生物在不同溶氧條件下的代謝產(chǎn)物變化，深入了解溶氧水平對(duì)微生物代謝途徑的影響。租賃模式為臨時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目提供溶氧電極解決方案，降低初期投入。河北生物發(fā)酵用溶氧電極

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的自動(dòng)化控制應(yīng)用也越來(lái)越多。通過(guò)將溶氧電極與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)溶氧電極測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整通氣量、攪拌速度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的精確控制。在現(xiàn)代發(fā)酵罐廠中，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。通過(guò)將溶氧電極與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高生產(chǎn)管理的效率和便利性。例如，管理人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看溶氧電極測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，了解發(fā)酵過(guò)程的運(yùn)行情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。武漢光學(xué)法溶解氧電極開源硬件平臺(tái)支持 DIY 溶氧電極開發(fā)，推動(dòng)低成本監(jiān)測(cè)方案普及。

在使用溶氧電極的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種故障，如電極響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確等。對(duì)于這些故障，需要進(jìn)行及時(shí)的診斷和排除。故障診斷的方法包括檢查電極的連接是否良好、電極是否損壞、電極膜是否過(guò)期等。根據(jù)故障診斷的結(jié)果，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除，如重新連接電極、更換電極、更換電極膜等。以某發(fā)酵罐廠為例，該廠在生產(chǎn)過(guò)程中使用了溶氧電極對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)溶氧電極數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程中的溶氧水平存在波動(dòng)。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)是由于通氣量不穩(wěn)定導(dǎo)致的。該廠采取了相應(yīng)的措施，如調(diào)整通氣量控制系統(tǒng)、增加備用通氣設(shè)備等，有效地解決了溶氧水平波動(dòng)的問(wèn)題，提高了發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

溶氧電極測(cè)值的變化還會(huì)影響微生物的群落結(jié)構(gòu)。在不同的溶氧水平下，微生物群落會(huì)發(fā)生適應(yīng)性變化。例如，在高鹽環(huán)境的微生物燃料電池中，當(dāng)溶氧電極測(cè)值顯示特定的溶氧水平時(shí)，陰極生物膜中的微生物群落會(huì)發(fā)生改變，一些特定的菌種如 Desulfuromonas sp. 和 Gammaproteobacteria 會(huì)成為關(guān)鍵物種，影響微生物燃料電池的性能。因此，通過(guò)溶氧電極監(jiān)測(cè)溶氧水平的變化，可以研究微生物群落結(jié)構(gòu)與溶氧水平之間的關(guān)系。對(duì)于一些對(duì)氧氣敏感的微生物，溶氧電極的測(cè)值尤為重要。例如，微需氧微生物在低氧環(huán)境下生長(zhǎng)，但對(duì)氧氣的濃度要求非常嚴(yán)格。溶氧電極可以精確地測(cè)量這種低氧水平，幫助研究人員確定微需氧微生物的較好生長(zhǎng)條件。同時(shí)，對(duì)于一些在低氧環(huán)境下具有特殊代謝功能的微生物，如在微氧條件下能夠有效降解生物毒性污染物的微生物，溶氧電極可以監(jiān)測(cè)到適宜的溶氧水平，促進(jìn)其代謝過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)助力溶氧電極快速部署，加速全球環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域，溶氧電極能夠提供準(zhǔn)確的溶氧監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，溶氧電極能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中的溶解氧濃度。在工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中，光學(xué)溶氧電極相對(duì)于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高、漂移小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。例如，在青霉素發(fā)酵過(guò)程中，培養(yǎng)液中的溶解氧濃度對(duì)菌體的代謝過(guò)程及終端產(chǎn)物的生物合成起著決定性的作用。微基智慧科技的 VD-2021i-A系列 溶氧電極在青霉素 G 發(fā)酵過(guò)程中的應(yīng)用，為發(fā)酵過(guò)程提供了重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)培養(yǎng)液中的溶解氧濃度高于菌體生長(zhǎng)所需的臨界值時(shí)，菌體的呼吸不受影響，青霉菌的各種代謝活動(dòng)正常進(jìn)行；而當(dāng)溶解氧濃度低于臨界值時(shí)，菌體的多種生化代謝會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可逆的抑制菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成異常現(xiàn)象熒光法溶氧電極在確保不同流速下的測(cè)量準(zhǔn)確性方面，主要依賴于其獨(dú)特的測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。武漢光學(xué)法溶解氧電極

禁止用手直接觸摸溶氧電極的膜面，防止油脂污染影響性能。河北生物發(fā)酵用溶氧電極

溶解氧參數(shù)在發(fā)酵過(guò)程控制中的關(guān)鍵作用

在好氧發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧濃度是反映微生物代謝活性的重要指標(biāo)。溶解氧水平直接影響細(xì)胞的生長(zhǎng)速率和產(chǎn)物合成效率。以典型的青霉素發(fā)酵為例，當(dāng)溶解氧濃度低于5%飽和度時(shí)，菌體代謝會(huì)從有氧呼吸轉(zhuǎn)向無(wú)氧發(fā)酵，導(dǎo)致乳酸積累和菌絲形態(tài)改變，終使產(chǎn)量下降30-50%。

研究表明，不同發(fā)酵階段對(duì)溶解氧的需求存在差異。在菌體生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期，維持30-50%的溶解氧飽和度有利于生物量快速積累；而在次級(jí)代謝產(chǎn)物合成期，適當(dāng)降低溶解氧至10-20%可能促進(jìn)目標(biāo)產(chǎn)物的合成。某制藥企業(yè)通過(guò)實(shí)施階段式溶解氧控制策略，使紅霉素發(fā)酵效價(jià)提高15%，同時(shí)降低能耗18%。

溶解氧監(jiān)測(cè)還能反映發(fā)酵過(guò)程的異常情況。溶解氧突然升高可能指示染菌或菌體自溶，而持續(xù)下降則可能反映通氣系統(tǒng)故障或菌體過(guò)度生長(zhǎng)。在工業(yè)化生產(chǎn)中，將溶解氧與OUR（氧攝取率）、CER（二氧化碳釋放率）等參數(shù)結(jié)合分析，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的過(guò)程監(jiān)控和故障診斷。 河北生物發(fā)酵用溶氧電極