生物反应器溶氧电极漂移校准

来源:生物反应器溶氧电极漂移校准(DNA Lab Space 实验教程)| 编译:DNA Lab Space

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发酵到一半,DO读数从40%直接滑到0;或者灭菌后零点怎么都压不下去。这类问题九成不是电极坏了,是校准和操作细节里埋的坑。下面从最低级的电解液、接线错误,一直讲到灭菌后漂移、搅拌依赖、压力效应,把整条排查路径拆成可执行的动作,参数给具体值,你照着做就行。

第一步:先查最容易犯的低级错误

1. 电解液干了或膜下带气泡。拧开电极帽,液面应离膜2-3 mm,缺了补0.1 mol/L KCl。补完用手指弹电极侧壁,把气泡弹到膜外——气泡压在阴极面上,零点一定飘。

2. 膜没拧紧或装歪。O型圈要压平,膜面绷紧无褶皱。立起来迎着光看,有凹陷、褶皱直接换膜,一张膜几块钱,别省。

3. 极化时间不够。极谱电极接上变送器要极化,新换膜至少极化30分钟,稳妥做法是接上过夜。极化不足的典型表现:读数一路向上爬,10分钟能爬5%。

4. 温度探头没插或通道配错。核对变送器显示温度等于罐温。差2°C,满度误差就有4%-6%。

教程配图2:生物反应器溶氧电极漂移校准 排查流程示意
▲ 教程配图2:生物反应器溶氧电极漂移校准 排查流程示意

第二步:分维度系统排查

按流程拆成四段来看,问题基本落在这里面。

1. 零点校准这一段。 饱和亚硫酸钠是标配:10 g无水Na₂SO₃溶于100 mL去离子水,现配现用,放两天就被空气氧化失效。电极浸进去,读数应稳定在0.1%-0.5%空气饱和度,2分钟不动才算过。零点压不下去,先看溶液是否失效——发浑、闻不到还原味就重配;再看膜是否被蛋白残留污染,污染会让透氧率下降,零点看着"偏高"。验证办法:换新膜新电解液,重新极化2小时再测,零点还高就是Ag/AgCl参比老化,换电极。

2. 满度校准这一段。 别拿自来水糊弄。满度要用跟发酵液同盐度的培养基,通气加搅拌至少20分钟达平衡,再把当前值定为100%。纯水校准后用于含盐培养基,读数系统性偏高,5 g/L NaCl就差约3%。饱和浓度随温度走:25°C约8.3 mg/L,30°C约7.6 mg/L,37°C约6.7 mg/L。温度填错一位数,整条DO曲线都是假的。

3. 搅拌与通气依赖这一段。 极谱电极自身耗氧,读数跟膜表面液膜厚度直接挂钩。

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