在實(shí)驗室設備中，生物反應器是***款無(wú)論是性能還是應用范圍都較為全面的儀器設備，對于科研人員的實(shí)驗都大有助益。但想要利用得力助手來(lái)幫助實(shí)驗生產(chǎn)，***先就要對你的“助手”有深入全面的了解，掌握它在生化反應時(shí)各數值的變化信息。

***、檢測的參數類(lèi)型

物理參數包括溫度、罐壓、液位、通氣流量、攪拌轉速等等，化學(xué)、生物參數通常涉及pH、DO、溶解CO2濃度、目標產(chǎn)物濃度，以及細胞濃度等。

二、檢測儀器及原理

生物反應器對于各參數的檢測分為在線(xiàn)檢測（On-line）和離線(xiàn)檢測（Off-line），在線(xiàn)主要是利用各類(lèi)傳感器直接在反應器中測得，而離線(xiàn)則是需要從反應器中取樣，再用其他檢測儀器或方法來(lái)進(jìn)行測量。綜合考慮，在線(xiàn)檢測是shou選途徑。

1.物理參數

從物理角度來(lái)看，生物反應器中較為常見(jiàn)的參數是溫度、攪拌轉速和通氣流量。

溫度的監測對于生物反應的控制至關(guān)重要。常見(jiàn)的溫度檢測方法包括水銀玻璃溫度計、熱電偶、熱敏電阻和熱電阻溫度計等。通常會(huì )采用熱電阻來(lái)檢測系統中的溫度。熱電阻利用金屬導體或半導體的電阻隨溫度的變化而變化的原理，通過(guò)測量電阻值的變化來(lái)確定溫度。目前普遍使用的熱電阻是鉑電阻和銅電阻，其中鉑電阻精度高、穩定性好且性能可靠；銅電阻超過(guò)100 ℃時(shí)易被氧化。

2.化學(xué)參數

從化學(xué)角度來(lái)看，作為生物反應器關(guān)鍵參數之***，pH的變化會(huì )直接影響到生物過(guò)程的進(jìn)行。pH檢測方法主要包括化學(xué)分析法、試紙法和電極電位法， 而為保證jing準測定，通常采用電極電位法。

基于電極法原理而構成的測量裝置就是實(shí)驗室和工業(yè)上所使用的pH計，它是由發(fā)送器（電極）與測量?jì)x器（電位差或高阻轉換器等）所組成。發(fā)送器所測得的信號就是指示電極、參比電極和被測溶液形成的原電池的電動(dòng)勢，通過(guò)測量即可計算出被測溶液的pH。

另***關(guān)鍵參數就是DO，也就是我們常說(shuō)的溶解氧。DO對于生物反應器的有效工作至關(guān)重要，DO過(guò)低會(huì )影響細胞生長(cháng)以及營(yíng)養吸收，嚴重會(huì )導致實(shí)驗失敗。對于DO的檢測***般有碘量法、極譜法和LDO法。

碘量法的步驟較為復雜，且檢測時(shí)間也相對比較長(cháng)。如遇到情況復雜的含有大量藻類(lèi)的液體，水中氧氣因光合作用而增加飽和，測量過(guò)程困難，結果也不夠準，因此此種方法比較少見(jiàn)。LDO法測定迅速便捷，但儀器價(jià)格高?？紤]各方因素，極譜法的使用較廣。極譜法使用的DO電極，其原理是在兩極之間施加恒定電壓，電子從陰極流向陽(yáng)極，產(chǎn)生擴散電流；在***定溫度下，擴散電流與溶解氧濃度成正比；在不同的DO濃度下，電流強度也不同，儀器自動(dòng)將電流表讀數轉換成溶解氧濃度，從而計算得出DO值。但由于電解質(zhì)參與了反應，電極的膜極易產(chǎn)生污垢，為了防止電解液被污染影響測量精度，需要定期更換電解液。（更換電解液的方法可參考往期文章。）

3.生物參數

從生物角度來(lái)看，細胞濃度作為***個(gè)重要的狀態(tài)參數，如果失控將會(huì )嚴重影響產(chǎn)物的合成。普通的離線(xiàn)檢測方法有細胞干重法、顯微鏡計數法等，在線(xiàn)檢測方法***常用的是濁度法間接檢測，其他還有熒光法、黏度、阻抗和產(chǎn)熱等間接檢測方法。以濁度法為例，濁度大小由溶液中含有的微量不溶性懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)的多少決定，在培養過(guò)程中檢測培養基的濁度，能及時(shí)反映低濃度單細胞的生長(cháng)狀況。

各種方法和儀器的應用使得我們能夠準確地獲得參數的信息，從而優(yōu)化生物反應器的操作，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。在未來(lái)的生物工程領(lǐng)域，隨著(zhù)科技的進(jìn)步和儀器的不斷創(chuàng )新，我們相信生物反應器的參數檢測技術(shù)將會(huì )得到更加jing確和高效的發(fā)展。這將為生物過(guò)程的控制和優(yōu)化提供更多的可能性，促進(jìn)生物技術(shù)的應用和發(fā)展，為人類(lèi)的生活帶來(lái)更多的福祉。

(文章來(lái)源于儀器網(wǎng))