在生物反应器和细胞培养中使用溶解氧分析仪

溶解氧是指已溶解到水源中的氧气量，该水源可以是从海洋到生物反应器的任何物质。无论您的公司是处理活鱼的运输还是参与废水处理，都必须测量并跟踪水中的溶解氧量，这一点至关重要。

溶解氧测量的必要性取决于您将其用于何种应用。如果您的公司在某种程度上参与了水产养殖，那么低的溶解氧水平将导致鱼类窒息。至于污水处理，细菌是分解固体废物所必需的。较低的溶解氧水平导致细菌死亡，这意味着废物的分解将停止。无论您涉及哪种工业或水产养殖应用，溶解氧的测量都非常重要。能够快速响应溶解氧水平的变化，可以节省大量时间和金钱。

所述各种类型的传感器可以被用于帮助溶解的氧的测定包括电DO传感器和光学传感器DO，这两者提供精确的结果，并允许快速校准。除了可以从DO的测量中受益的各种水产养殖，工业和市政应用之外，溶解氧探针实际上也可以用于发酵和细胞培养应用，这将在下面进一步讨论。

溶解氧探头如何工作？

在进行发酵和细胞培养时，溶解氧探针对于测量生物反应器和细胞培养物中的溶解氧至关重要。无论您是开发新药还是研究细胞的生物化学，正确的溶解氧量对于生物反应器有效工作都是至关重要的。生物反应器中的低溶解氧水平会导致细胞生长速度和营养吸收问题，这意味着您的研究和实验可能会完全失败。

为避免这些问题，您需要不断测量生物反应器或细胞培养环境中的溶解氧水平，这需要使用溶解氧传感器。只要正确安装了这些传感器并使其远离可能导致错误读数的气泡，就应该为您提供正确的测量值。通过将这些探针安装在生物反应器或细胞培养环境中，您将能够维持细胞培养或发酵过程所需的溶解氧水平。

溶解氧水平是什么意思？

您获得的阅读可以告诉您各种各样的事情。在较低的mg / L DO速率下，细胞生长速度可能会减慢到为您提供不准确结果的速率。尽管大多数发酵和细胞培养应用都需要较高的溶解氧水平，但溶解氧水平过高可能会导致有害的细胞突变。无论您使用电流DO传感器还是光学DO传感器，都可以在短短的1-3分钟内获得溶解氧的测量值。如果您不使用这些探针之一，则将无法确定水中溶解的氧气量，这意味着您将无法获得准确的结果。无论您使用发酵或细胞培养的原因如何，正确而准确的结果都需要适当的溶解氧水平。

当您使用其中一种探针时，结果将以mg / L的形式提供给您。最适合您的测量取决于要测量的确切细胞培养或发酵应用。如果您知道生物反应器的理想溶解氧速率是多少，则可以在进行任何必要的更改之前将DO探针的读数与理想测量值进行比较。请记住，您要测量的水或物质的盐度，高度和温度会影响生物反应器中的溶解氧水平。

尽管可以使用许多不同的DO探针进行这些测量，但您可能需要考虑使用DO1200电溶解氧传感器，该传感器专为台式和便携式使用而设计，非常适合细胞培养和类似应用。

溶解氧浓度对细胞培养物生长和生产的影响

溶解氧的浓度几乎比任何其他应用程序对于细胞培养的生长和生产都非常重要。当溶解氧水平过高或下降过低时，将产生许多不利影响。当生物反应器中的溶解氧含量太低时，生长速度将减慢，营养物质的吸收将恶化，代谢产物的合成将受到影响，这将导致最终产品质量下降和产量降低。

另一方面，较高的溶解氧水平可导致活性氧的形成，而活性氧是高度不稳定的分子，可导致细胞死亡。该物质的某些成分也可能被氧化，从而导致细胞突变。如果您碰巧使用配备了用于空气注入的压缩机的大型生物反应器，那么高溶解氧水平也会导致您浪费能量。不管溶解氧水平过低还是过高，您都无法获得正在进行的细胞培养的预期结果。

对于前面提到的所有不利影响，测量生物反应器中的溶解氧量非常重要。如果溶解氧水平达不到理想的水平，您将经历缓慢的生长速度，不稳定的活性氧物种的产生，或者使用较大的生物反应器浪费能源，所有这些都会使结果准确性降低。尽管较高的溶解氧浓度确实会导致细胞培养的生长和生产率提高，但大量活性氧的产生最终会损害细胞的生长并加剧细胞突变。如果您希望细胞培养过程得到充分优化和有效，溶解氧测量至关重要。

如果您持续监控生物反应器中的溶解氧浓度水平，则将DO浓度保持在最佳水平将更加容易。控制溶解氧水平的最佳方法是使用氧气控制回路。当溶解氧传感器放置在生物反应器中时，它将定期向氧气控制回路发送测量值。当与用于空气喷射的压缩机结合使用时，发送到氧气控制回路的测量值将决定空气喷射量是增加，减少还是维持。虽然这是维持DO浓度水平的最简单方法，但您也可以考虑将生物反应器与PID控制器配对，PID控制器是另一种对接收到的测量值做出反应的回路机制。

避免错误的溶解氧测量

获得溶解氧测量值经常被忽略的一方面是确保获得的测量值准确。错误的测量有几种不同的方法，这将使您无法将DO浓度保持在最佳水平。气泡可能会聚集在传感器的顶端或以某种方式穿过它，从而在信号上产生一些噪音。如果您获得了错误的读数，您可能会改变补料的投加量或喷洒量，以解决不正确的测量，这将不可避免地使发酵或细胞培养过程恶化。

为了消除信号噪声，建议您选择装有某种防气泡传感元件的溶解氧传感器。尽管信号噪声会在细胞培养过程中造成严重问题，但是使用合适的设备可以轻松纠正这些问题，这意味着应该为您提供精确的测量结果。如果收到正确的测量结果，您将能够根据细胞培养或发酵维持策略进行正确的调整。

溶解氧探头的保养与维护

如果您打算连续使用溶解氧探头，则必须保养传感器并妥善维护。维护良好的传感器比维护不良的传感器使用寿命更长，这可以确保您进行合理的投资。首先，建议您在开始采样过程之前每天至少校准一次DO探针。如果您不经常监视溶解氧水平，则可以偶尔校准探头。更重要的数据还要求更频繁的校准。如果要接收准确的数据，则传感器的校准非常重要。

如果您使用的是渗透膜附带的电溶解氧传感器，则可能需要考虑每4-8周更换一次该膜以进行预防性维护。在实验室环境中使用DO传感器时，可以通过保持膜清洁并放在潮湿的环境中来延长膜的寿命。还应注意，许多电流DO传感器在校准时会自动进行性能检查，这对于维护工作非常有用。如果DO传感器无法正常工作，它将为您提供超出范围的信号。

您应该考虑的最终维护技巧包括对光学DO传感器（如Lumin-S传感器）的维护。虽然探头内部的传感元件通常具有一年的保修期，但是该元件通常会使用寿命更长。只要您保持感应元件清洁，它就可以使用两年以上，然后才需要更换。牢记这些准则，应为您提供准确的溶解氧浓度测量值。

保持溶解氧浓度以优化工艺

确保您的细胞培养过程得到优化并能够成功完成的唯一方法是测量DO浓度并保持适当的水平。如果这些水平太高或太低，细胞培养过程都会受到诸如生长速度慢，营养吸收不良和细胞突变等问题的不利影响，这就是为什么准确测量溶解氧浓度的重要性。我们在Sensorex上提供的所有电流和光学DO传感器将为您提供精确的DO浓度测量。