随着生(shēng)物技(jì)術(shù)的發展，越來(lái)越多(duō)的産品通(tōng)過生(shēng)物發酵和(hé)大(dà)規模細胞培養的方式得(de)到，這也是生(shēng)物行(xíng)業的一個(gè)發展趨勢，抛棄原有(yǒu)需要大(dà)量人(rén)力的操作(zuò)，采用統一标準，自動化的方式去生(shēng)産，這樣的變化具有(yǒu)減少(shǎo)操作(zuò)的污染以及降本增效的好處，更好的是通(tōng)過大(dà)規模培養得(de)到産物的批次差異将會(huì)更小(xiǎo)。

在使用發酵罐進行(xíng)微生(shēng)物發酵和(hé)細胞反應器(qì)進行(xíng)細胞的懸浮培養時(shí)，我們需要測定，觀察一些(xiē)參數(shù)，從而得(de)知反應器(qì)內(nèi)微生(shēng)物和(hé)細胞的生(shēng)長的狀态。

我們一般會(huì)測攪拌轉速，溶氧，Ph，溫度等等一些(xiē)參數(shù)，在觀察反應器(qì)是否正産平穩運行(xíng)的時(shí)候，更直觀的方式是觀察各參數(shù)的曲線，今天我們講一下溶氧曲線，一起來(lái)看看溶氧曲線能告訴我們什麽。

溶氧曲線是根據設備采集配備好的溶氧電(diàn)極的數(shù)據生(shēng)成的，溶氧電(diàn)極又稱溶氧探頭，分為(wèi)極譜式溶氧電(diàn)極和(hé)光學溶氧電(diàn)極兩種。

極譜式溶氧電(diàn)極是由一個(gè)被選擇性薄膜封閉的充滿着電(diàn)解液的腔室。裏面是由金質的陰極和(hé)銀質的陽極，在兩電(diàn)極中間(jiān)充斥着氯化鉀電(diàn)解液。

測量時(shí)電(diàn)極間(jiān)被施加 0.6-0.8V 電(diàn)壓，這時(shí)進入腔室內(nèi)的氧氣在陰極上(shàng)被電(diàn)離，在此過程中釋放出電(diàn)子。這些(xiē)電(diàn)子在電(diàn)解液中形成電(diàn)流，而透過膜的氧量與水(shuǐ)中溶解氧的量成正比，此時(shí)探頭檢測電(diàn)流的強度。

根據法拉第定律：流過電(diàn)極的電(diàn)流和(hé)氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電(diàn)流和(hé)氧濃度之間(jiān)呈線性關系。同時(shí)熱敏電(diàn)阻檢測溶液溫度對鹽濃度進行(xíng)溫度補償。由于整個(gè)過程中電(diàn)解質參與反應，因此需要隔段時(shí)間(jiān)更換電(diàn)解液。

光學溶氧電(diàn)極采用的是熒光淬滅氧氣的原理(lǐ)來(lái)測量溶液中的氧含量。光學溶氧傳感器(qì)的産品設計(jì)是通(tōng)過一個(gè)發光二極管來(lái)監視(shì)傳感器(qì)的藍(lán)色LED，特定的發光體(tǐ)被藍(lán)光激發後發生(shēng)冷光現象（熒光），帶有(yǒu)紅光過濾器(qì)的發光二極管用來(lái)測量冷光産生(shēng)的紅光來(lái)判斷和(hé)計(jì)算(suàn)氧分子的數(shù)量

光學電(diàn)極的性能更好，靈敏度更高(gāo)，并且免維護，這樣可(kě)以省卻很(hěn)多(duō)準備的時(shí)間(jiān)，同時(shí)溶氧電(diàn)極在使用時(shí)需要校(xiào)準，校(xiào)準采用兩點校(xiào)準的方法，楚怡生(shēng)物反應器(qì)采用的是漢密爾頓的光學溶氧電(diàn)極，零點在電(diàn)極出廠前就已經固化，所以隻需要校(xiào)準百分之百溶氧的值即可(kě)。

在校(xiào)準時(shí)，将電(diàn)極接到設備主機上(shàng)，放置于空(kōng)氣中，待數(shù)值穩定後，校(xiào)準百分之百的點位即可(kě)，也可(kě)插入罐內(nèi)連續通(tōng)入十五分鍾的空(kōng)氣，待數(shù)值穩定後，校(xiào)準。

那(nà)麽，這個(gè)溶氧曲線能告訴我們什麽呢？

在平常的操作(zuò)中，大(dà)家(jiā)都會(huì)提到一個(gè)溶氧曲線穩定性的問題，穩定性就是曲線波動程度的大(dà)小(xiǎo)，反應器(qì)設備的優劣便在于參數(shù)控制(zhì)是否穩定，曲線越平穩，控制(zhì)就越穩定，也就是說這台設備性能更加優良。現在設備的控制(zhì)采用PID的方式來(lái)控制(zhì)，PID需要根據實際的培養情況來(lái)調節各個(gè)數(shù)值的大(dà)小(xiǎo)。

上(shàng)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(qì)中的培養環境的穩定程度，當曲線波動程度小(xiǎo)（基于設定值）的時(shí)候，微生(shēng)物和(hé)細胞的生(shēng)長環境也越好。

溶氧曲線中另一個(gè)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随着進氣和(hé)供氧，當曲線的波動次數(shù)越頻繁，說明(míng)進氣和(hé)供氧的次數(shù)就越多(duō)，這就反應了罐內(nèi)的微生(shēng)物或細胞正處于快速生(shēng)長，大(dà)量增殖的狀态。

溶氧曲線可(kě)以進行(xíng)批次間(jiān)對比，在生(shēng)産的兩個(gè)批次之後，可(kě)以在設備的主機上(shàng)将兩批的溶氧曲線調取出來(lái)進行(xíng)比對，了解兩個(gè)批次之間(jiān)的差異，以便改進實驗的數(shù)據和(hé)方向。