浙江耐用溶解氧电极

    溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素的影响及调控，溶解氧（DissolvedOxygen,DO）是生物发酵过程中影响类胡萝卜素合成的关键因素之一，其浓度和调控直接影响微生物的代谢途径、细胞生长及次级代谢产物的积累。以下是溶解氧对类胡萝卜素发酵的影响及调控策略的详细分析：溶解氧对类胡萝卜素合成的影响，1.直接代谢调控：（1）好氧需求：类胡萝卜素合成菌（如红酵母、黏红酵母、三孢布拉霉等）多为好氧微生物，其合成途径依赖氧分子作为底物（如β-胡萝卜素合成需氧依赖的环化酶）。（2）氧化应激响应：适度氧胁迫可促进抗氧化防御机制，促进类胡萝卜素（如β-胡萝卜素、虾青素）积累，因其具有qingli活性氧（ROS）的功能。但过量ROS会抑制细胞生长。2.能量与还原力平衡：（1）高DO促进TCA循环和氧化磷酸化，生成更多ATP和NADPH,为类胡萝卜素合成提供能量和还原力（如NADPH是类胡萝卜素合成关键辅因子）（2）但过高的DO可能导致碳源过度消耗于菌体生长，而非产物合成。3、关键酶活性，（1）限氧条件下，MVA途径（甲羟戊酸途径）关键酶（如HMG-CoA还原酶）活性可能受抑制，减少类胡萝卜素前体（IPP/DMAPP）供应。（2）如三孢布拉霉中，DO>30%饱和度时胡萝卜素合成酶基因。 荧光法溶氧电极在维护成本、测量稳定性、抗干扰能力、响应速度及适用环境等。浙江耐用溶解氧电极

传统极谱氧电极与光学溶氧电极的差异，在工业发酵过程中，光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高、漂移小、响应快等优点。传统极谱氧电极在使用过程中可能会出现精度不够高、信号漂移较大以及响应速度较慢的问题，这可能会影响对发酵过程中溶氧情况的准确监测。而光学溶氧电极配套的软件具有数字化管理功能，在发酵过程中具有代替传统极谱氧电极的巨大潜力。这意味着在不同类型的发酵罐中，若采用光学溶氧电极，可以更准确地监测溶氧水平，为发酵过程的优化提供更可靠的数据支持。河北生物发酵用溶解氧电极荧光法溶氧电极在响应时间方面相比传统电极具有优势，能够更快速、准确地完成溶氧测量任务。

溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素调控，调控策略：1.物理调控法，（1）通气与搅拌：a.提高通气量（0.5-2.0vvm）和搅拌速率（200-800rpm）以增强氧传递速率（OTR）但需避免剪切力损伤细胞。b.分段控制：生长初期高DO（40-60%饱和度）促进生物量；产素期适当降低DO20-30%以诱导次级代谢。（2）压力调控：微正压（0.05-0.1MPa）可增加氧溶解度，但可能抑制某些菌株代谢。2.工艺优化，（1）补料策略：通过补加碳源（如葡萄糖）与DO耦合控制，避免Crabtree效应（过量糖抑制有氧代谢）。（2）发酵模式：采用两阶段发酵（先高DO促生长，后低氧促产物）或微氧发酵（如虾青素生产）。3.化学调控，氧载体添加：a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧传递效率，但需考虑生物相容性和成本。b.过氧化氢酶（CAT）抑制剂可适度增加胞内ROS,刺激类胡萝卜素合成。4.菌种改造，（1）强化氧响应转录因子（如SREBP、Hap1）或引入血红蛋白基因（如VitreoscillaHb）以提升低氧耐受性。（2）改造MVA途径或异源表达类胡萝卜素合成基因簇（如crt基因）。

双孢蘑菇、短小芽孢杆菌，在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。1、双孢蘑菇（Agaricus bisporus MJ-0811）在发酵过程中，搅拌转速和通气量对菌体生长和胞外多糖分泌具有较大影响。研究表明，较佳的培养条件为温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm。在此条件下，培养 5d，菌体生物量至高达 20.81g/L，胞外多糖产量峰值达 3.75g/L。2、短小芽孢杆菌在生产果胶裂解酶时，研究了初始 pH、碳源和氮源、通气、盐和磷酸盐对微生物生长、果胶裂解酶活性和释放总蛋白的影响。确定了比较好的果胶和硫酸铵浓度分别为 1%（w/v）和 0.05%（w/v），在 pH 为 8、温度为 30℃、转速为 150rpm 时，较大微生物比生长速率和果胶裂解酶活性分别为 0.0381（h⁻¹）、14.05U/mL。同时，还确定了生物反应器中的氧传递系数（kLa）和氧摄取速率。结果表明，增加空气进料速率会增加 kLa 值，短小芽孢杆菌主要产生碱性果胶裂解酶，且活性的较好 pH 和温度分别为 10 和 40℃。荧光法溶氧电极在维护工作量上相较于传统电极具有优势，主要体现在无需更换膜片和电解液、无需频繁校准。

在微生物工程和生物技术领域，溶氧电极的应用可以为优化生产工艺和提高产品质量提供重要支持。通过精确控制溶氧水平，可以提高微生物的生长速度和代谢效率，降低生产成本，提高产品的竞争力。同时，结合现代化生物技术手段，如基因工程、代谢工程等，可以进一步优化微生物的性能，使其更好地适应不同的溶氧条件和生产要求。总之，溶氧电极在研究溶氧水平对微生物生长和代谢的影响方面具有重要作用。通过准确测量溶氧水平，可以深入了解微生物在不同溶氧条件下的生长规律、代谢变化、酶活性、生存策略等方面的特点，为优化发酵工艺、提高生产效率、改善产品质量、保护生态环境等提供科学依据。在未来的研究和应用中，溶氧电极将继续发挥重要作用，为推动微生物学和相关领域的发展做出贡献。溶氧电极在污水处理厂的日常维护和管理中，其安装和更换的便利性相对较高。广州不锈钢溶氧电极

荧光法溶氧电极的测量结果之所以更加稳定，且不易受到传统测量中常见因素的干扰。浙江耐用溶解氧电极

溶氧电极的工作原理基于复杂而精妙的电化学过程。常见的极谱型溶氧电极，在工作时，需向其施加 0.6 - 0.8V 的极化电压。此时，阴极一般采用如白金等纯度极高（99.999% 以上）的材料，会释放电子；阳极通常为银等金属，负责接受电子。当溶液中的氧气透过覆盖在电极头部的透气膜，进入电解液后，便与阴极和阳极构成完整回路，进而产生电流。根据法拉第定律，此电流与氧分压呈正比关系，即 I = k・PO₂ 。凭借这一特性，溶氧电极能够将溶液中溶解氧的浓度转化为可测量的电信号 ，为后续的分析和监测提供基础。浙江耐用溶解氧电极