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溶氧分析儀如何實現細胞培養環境的原位實時監測？
點擊次數：104 更新時間：2025-07-24
溶氧分析儀（Dissolved Oxygen Analyzer），又稱溶解氧測定儀，是一種精密儀器，通過熒光法或電極法測量溶解氧，可廣泛應用于工業水質監測中溶解氧濃度的測試與控制。在細胞培養環境中，溶氧分析儀能夠實現原位實時監測，其實現方式及原理主要如下：
一、實現方式
溶氧分析儀通常配備有專門的傳感器探頭，該探頭可以直接插入到細胞培養液中，從而實時感知培養液中的溶解氧濃度。這些探頭往往采用先進的材料和技術，以確保測量的準確性和穩定性。
二、測量原理
1.電化學原理：在含氧的被測電解質溶液中的兩個不同金屬電極上，將產生氧化還原反應，由此生成的擴散電流和溶液中的氧濃度呈一定關系。儀器基于這一關系，通過測量擴散電流來推算出溶解氧的濃度。
2.熒光法：熒光法探頭基于“猝熄”原理工作。在缺少氧氣的情況下，特殊物質（如釕物質）在光譜的紅色區發光，通過測量藍色光子吸收與紅色光子釋放的平均時間（即熒光壽命）可以推算出溶解氧的濃度。由于氧氣會猝熄熒光物質的發光，因此熒光壽命與溶解氧濃度之間存在一定的關系。熒光法具有響應速度快、測量精度高等優點。
三、實時監測
溶氧分析儀內置有微型計算機系統，可以自動存儲、計算和補償與溶解氧測量相關的所有參數，如溶解氧壓力特性、鹽度特性、探棒的斜率偏差等。同時，儀器還具備自動校準、自動溫度補償等功能，以確保測量結果的準確性和可靠性。
在實時監測過程中，溶氧分析儀會連續不斷地采集細胞培養液中的溶解氧數據，并通過顯示屏或數據接口實時顯示出來。這些數據可以用于評估細胞培養環境的氧氣供應狀況，以及優化培養工藝參數。
四、應用領域與意義
在生物科技領域，特別是在細胞培養和發酵工藝中，溶解氧是影響細胞生長和代謝的重要因素之一。通過實時監測溶解氧濃度，可以及時發現和解決氧氣供應不足或過剩的問題，從而優化細胞培養環境，提高細胞生長速度和產品質量。此外，這些數據還可以為生物實驗和生產提供精確的數據支持，有助于推動生物科技領域的發展和創新。
溶氧分析儀通過專門的傳感器探頭和先進的測量原理，能夠實現細胞培養環境的原位實時監測。這一技術的應用對于優化細胞培養工藝、提高產品質量和推動生物科技領域的發展具有重要意義。
