溶氧電極（溶氧水平對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響）：溶氧水平對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率的影響可能還與發(fā)酵液的流變性質(zhì)有關(guān)。發(fā)酵液的流變性質(zhì)會(huì)影響氧氣的傳遞和微生物的生長(zhǎng)。例如，高粘度的發(fā)酵液可能會(huì)阻礙氧氣的傳遞，導(dǎo)致溶氧水平降低，從而影響產(chǎn)酶效率。因此，在生物發(fā)酵過(guò)程中，需要考慮發(fā)酵液的流變性質(zhì)，選擇合適的攪拌方式和通氣策略，以提高溶氧水平和產(chǎn)酶效率。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，溶氧水平的控制更加復(fù)雜。由于發(fā)酵罐的體積較大，氧氣的傳遞和分布可能不均勻，這可能會(huì)導(dǎo)致局部溶氧水平過(guò)低或過(guò)高，影響產(chǎn)酶效率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以采用一些先進(jìn)的發(fā)酵技術(shù)，如氣升式發(fā)酵罐、膜生物反應(yīng)器等，這些技術(shù)可以提高氧氣的傳遞效率，改善溶氧水平的均勻性。溶氧電極的氣泡附著會(huì)阻礙氧擴(kuò)散，需在測(cè)量前排除溶液氣泡。上海熒光法溶解氧電極

溶氧電極精度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，1、測(cè)量準(zhǔn)確性：高精度的溶氧電極能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量溶液中的溶解氧含量。例如，光學(xué)溶氧電極相對(duì)于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中，光學(xué)溶氧電極能夠更精確地監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中的溶氧水平，為優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。如果溶氧電極精度較低，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，影響對(duì)發(fā)酵過(guò)程的準(zhǔn)確判斷和控制。2、數(shù)據(jù)可靠性：高精度的溶氧電極能夠提供更可靠的數(shù)據(jù)。在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，準(zhǔn)確的溶氧測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于了解生物反應(yīng)過(guò)程、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等至關(guān)重要。例如，在考查溶氧水平對(duì)魚(yú)類快速啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)能力的影響的研究中，需要準(zhǔn)確測(cè)量不同溶氧水平下的溶解氧含量，以確定溶氧水平對(duì)魚(yú)類生理特征的影響。如果溶氧電極精度不高，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不可靠，從而影響研究結(jié)論的準(zhǔn)確性。上海熒光法溶解氧電極溶解氧電極通常采用極譜法或光學(xué)法原理，能夠適應(yīng)不同發(fā)酵體系的測(cè)量需求。

溶氧電極與微生物燃料電池結(jié)合有助于研究微生物群落，1、利用電化學(xué)和微生物學(xué)工具（如 Illumina 測(cè)序、共聚焦顯微鏡和生物膜冷凍切片）結(jié)合溶氧電極，可以探索 MFC 中陽(yáng)極和陰極生物膜的微生物群落。例如，在不同 DO 條件下的 MFC 中，陰極電極的優(yōu)勢(shì)菌屬會(huì)發(fā)生變化。在研究中發(fā)現(xiàn)，陰極電極的優(yōu)勢(shì)菌屬?gòu)?Pirellula 變?yōu)?Thermomonas，直至變?yōu)?Azospira。2、在 A-MFC 的生物陰極中，存在硫還原細(xì)菌（Desulfuromonas）和紫色非硫細(xì)菌，這表明硫化合物的循環(huán)可以穿梭電子，維持氧氣作為終端電子受體的還原。在 P-MFC 的生物陰極中，光合培養(yǎng)物提供了高 DO 水平，維持了好氧微生物群落，Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌屬達(dá)到總 OTUs 的 50% 以上

溶氧電極（溶氧水平對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響）：溶氧水平的變化可能會(huì)影響微生物的代謝途徑。在適宜的溶氧水平下，微生物可能會(huì)選擇更有利于酶合成的代謝途徑。而在低溶氧或高溶氧水平下，微生物的代謝途徑可能會(huì)發(fā)生改變，從而影響酶的合成效率。例如，在低溶氧條件下，微生物可能會(huì)啟動(dòng)一些厭氧代謝途徑，這些途徑可能不利于酶的合成。相反，在高溶氧條件下，微生物可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的活性氧，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，從而影響細(xì)胞的正常代謝和酶的合成。在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過(guò)程中，溶氧水平的控制需要綜合考慮多個(gè)因素。除了微生物的種類、酶的類型外，還需要考慮發(fā)酵設(shè)備的性能、發(fā)酵工藝的特點(diǎn)等因素。例如，不同的發(fā)酵設(shè)備可能具有不同的溶氧傳遞效率，這就需要根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)調(diào)整溶氧水平的控制策略。此外，發(fā)酵工藝的不同也可能會(huì)影響溶氧水平對(duì)產(chǎn)酶效率的影響。例如，連續(xù)發(fā)酵和分批發(fā)酵過(guò)程中，溶氧水平的控制策略可能會(huì)有所不同。空氣校準(zhǔn)中，溶氧電極在 20.9% 氧濃度（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）下標(biāo)定滿量程。

谷氨酸棒桿菌在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過(guò)程中對(duì)溶氧電極水平的具體需求和差異說(shuō)明。在 3L 發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究溶氧水平對(duì)谷氨酸棒桿菌菌體生長(zhǎng)及新型生物絮凝劑 REA-11 合成的影響，提出生物絮凝劑 REA-11 合成的分階段供氧控制策略：發(fā)酵過(guò)程 0～16h 維持體積傳氧系數(shù) kLa 為 100h?1，16h 后降低 kLa 為 40h?1 至發(fā)酵結(jié)束，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程通氣量保持在 1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略，生物絮凝劑產(chǎn)量達(dá)到 900mg?L?1，發(fā)酵周期縮短到 30h，比恒定 kLa 為 40h?1 條件下的 REA-11 產(chǎn)量（549mg?L?1）提高了 64%，產(chǎn)率提高了 45%，生產(chǎn)強(qiáng)度也比 kLa 恒定為 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批發(fā)酵過(guò)程分別提高了 81.2%、120% 和 420%，實(shí)現(xiàn)了高細(xì)胞生長(zhǎng)速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。綜上所述，不同種類的微生物在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過(guò)程中對(duì)溶氧水平的需求差異較大。這些差異主要體現(xiàn)在不同的微生物對(duì)攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量、溫度、pH 等因素的要求不同，且溶氧水平的變化會(huì)對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。因此，在生物發(fā)酵過(guò)程中，需要根據(jù)不同的微生物種類和發(fā)酵目的，優(yōu)化溶氧控制條件，以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物產(chǎn)量。熒光法溶氧電極在維護(hù)工作量上相較于傳統(tǒng)電極具有優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在無(wú)需更換膜片和電解液、無(wú)需頻繁校準(zhǔn)。上海熒光法溶解氧電極

熒光法溶氧電極通過(guò)熒光技術(shù)測(cè)量水體中的溶解氧含量，其測(cè)量精度通常非常高，滿足高精度要求的應(yīng)用場(chǎng)景。上海熒光法溶解氧電極

如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長(zhǎng)管道遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（OG-PRWNN）控制方法，以提高廢水處理過(guò)程中溶解氧濃度的控制精度。該方法首先設(shè)計(jì)了在線生長(zhǎng)機(jī)制，通過(guò)測(cè)量控制性能來(lái)調(diào)整控制器的模塊數(shù)量，從而自動(dòng)確定控制器的結(jié)構(gòu)以滿足不同的運(yùn)行條件。其次，設(shè)計(jì)了結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)率的參數(shù)在線算法來(lái)訓(xùn)練OG-PRWNN，以滿足控制要求。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩(wěn)定性，并通過(guò)廢水處理過(guò)程的基準(zhǔn)仿真模型驗(yàn)證了控制器的性能。這種先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以為產(chǎn)酶過(guò)程中溶氧水平的精確控制提供借鑒，通過(guò)不斷調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧的精確控制，提高產(chǎn)酶效率。綜上所述，結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)如模型參考自適應(yīng)控制、分階段供氧控制策略、脈沖電場(chǎng)技術(shù)和在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧水平的精確控制，從而提高產(chǎn)酶效率。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的產(chǎn)酶系統(tǒng)和生產(chǎn)要求，選擇合適的控制技術(shù)或組合多種技術(shù)，以達(dá)到優(yōu)異的控制效果和產(chǎn)酶效率。上海熒光法溶解氧電極