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溶氧分析仪如何实现细胞培养环境的原位实时监测？
点击次数：7 更新时间：2025-07-24
溶氧分析仪（Dissolved Oxygen Analyzer），又称溶解氧测定仪，是一种精密仪器，通过荧光法或电极法测量溶解氧，可广泛应用于工业水质监测中溶解氧浓度的测试与控制。在细胞培养环境中，溶氧分析仪能够实现原位实时监测，其实现方式及原理主要如下：
一、实现方式
溶氧分析仪通常配备有专门的传感器探头，该探头可以直接插入到细胞培养液中，从而实时感知培养液中的溶解氧浓度。这些探头往往采用先进的材料和技术，以确保测量的准确性和稳定性。
二、测量原理
1.电化学原理：在含氧的被测电解质溶液中的两个不同金属电极上，将产生氧化还原反应，由此生成的扩散电流和溶液中的氧浓度呈一定关系。仪器基于这一关系，通过测量扩散电流来推算出溶解氧的浓度。
2.荧光法：荧光法探头基于“猝熄”原理工作。在缺少氧气的情况下，特殊物质（如钌物质）在光谱的红色区发光，通过测量蓝色光子吸收与红色光子释放的平均时间（即荧光寿命）可以推算出溶解氧的浓度。由于氧气会猝熄荧光物质的发光，因此荧光寿命与溶解氧浓度之间存在一定的关系。荧光法具有响应速度快、测量精度高等优点。
三、实时监测
溶氧分析仪内置有微型计算机系统，可以自动存储、计算和补偿与溶解氧测量相关的所有参数，如溶解氧压力特性、盐度特性、探棒的斜率偏差等。同时，仪器还具备自动校准、自动温度补偿等功能，以确保测量结果的准确性和可靠性。
在实时监测过程中，溶氧分析仪会连续不断地采集细胞培养液中的溶解氧数据，并通过显示屏或数据接口实时显示出来。这些数据可以用于评估细胞培养环境的氧气供应状况，以及优化培养工艺参数。
四、应用领域与意义
在生物科技领域，特别是在细胞培养和发酵工艺中，溶解氧是影响细胞生长和代谢的重要因素之一。通过实时监测溶解氧浓度，可以及时发现和解决氧气供应不足或过剩的问题，从而优化细胞培养环境，提高细胞生长速度和产品质量。此外，这些数据还可以为生物实验和生产提供精确的数据支持，有助于推动生物科技领域的发展和创新。
溶氧分析仪通过专门的传感器探头和先进的测量原理，能够实现细胞培养环境的原位实时监测。这一技术的应用对于优化细胞培养工艺、提高产品质量和推动生物科技领域的发展具有重要意义。
