微生物培养用溶氧电极

溶氧电极的工作原理：溶氧电极作为测定液体中溶解氧浓度的关键装置，其工作原理基于氧分子在金属表面的氧化还原反应。当下常见的覆膜氧电极，阴极多采用银、铂等贵金属，阳极则是锡、铅等活泼金属，以醋酸缓冲液作为电解质。测量时，液体中的氧透过半透膜抵达阴极，促使两极间产生电子流动，进而形成电流。氧浓度与电流强度呈正相关，如此一来，溶氧浓度便转化为电讯号，经放大处理后，可在显示仪或记录仪上直观呈现。这种将化学过程转化为电信号测量的方式，为准确掌握液体溶氧情况提供了有效途径。溶氧电极通过透气膜让氧气扩散至阴极，经电化学反应将氧浓度转化为电信号。微生物培养用溶氧电极

溶氧电极的信号传输方式也在不断发展。早期的溶氧电极多采用有线传输方式，通过电缆将电极采集到的电信号传输至数据采集设备或控制系统。然而，这种方式在一些复杂环境或需要移动监测的场景中存在诸多不便。如今，无线传输技术逐渐应用于溶氧电极，如蓝牙、Wi-Fi 等。无线溶氧电极能够将测量数据实时传输至智能手机、平板电脑或云端服务器，用户可随时随地获取监测数据，实现远程监控和管理，极大地提高了监测的灵活性和便捷性。微基生物南京耐高温溶氧电极发酵用溶氧电极需耐受高温灭菌（如 121℃湿热灭菌），保持性能稳定。

溶氧电极的结构组成决定了其性能与应用范围。它一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成。阴极作为反应的关键部位，对材料要求苛刻，像白金或银的纯度需达 99.999% 以上，且极谱型电极的阴极表面做得很小，直径通常在 1 - 50μm 范围，以形成微小的还原电流，这也意味着需要专门的电子放大装置辅极多做成圆筒状，表面积比阴极大数十倍，材料同样要求高纯度。电解质常见的有 KOH、KCl、醋酸铅等，用于维持电极内部的电荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯（F4）或其共聚体，需具备耐高温（＞200℃）、透气性能好的特点，且膜的厚度有讲究，一般在 0.01 - 0.05mm，膜对氧的高透性和对 CO₂ 的低透性对电极响应极为重要 。

如何结合先进的控制技术实现对溶氧电极水平的精确控制以提高产酶效率？在线生长神经网络控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在线生长管道递归小波神经网络（OG-PRWNN）控制方法，以提高废水处理过程中溶解氧浓度的控制精度。该方法首先设计了在线生长机制，通过测量控制性能来调整控制器的模块数量，从而自动确定控制器的结构以满足不同的运行条件。其次，设计了结合自适应学习率的参数在线算法来训练OG-PRWNN，以满足控制要求。通过Lyapunov稳定性定理分析了OG-PRWNN控制器的稳定性，并通过废水处理过程的基准仿真模型验证了控制器的性能。这种先进的神经网络控制技术可以为产酶过程中溶氧水平的精确控制提供借鉴，通过不断调整控制参数，实现对溶氧的精确控制，提高产酶效率。综上所述，结合先进的控制技术如模型参考自适应控制、分阶段供氧控制策略、脉冲电场技术和在线生长神经网络控制等，可以实现对溶氧水平的精确控制，从而提高产酶效率。在实际应用中，可以根据不同的产酶系统和生产要求，选择合适的控制技术或组合多种技术，以达到优异的控制效果和产酶效率。电解液变质会导致溶氧电极信号漂移，需按周期更换新鲜电解液。

溶氧电极在航空航天领域也有潜在应用。在航天器的生命保障系统中，需要精确控制舱内空气中的氧气含量，以保证宇航员的生命安全和健康。溶氧电极可用于监测舱内空气的溶解氧浓度，当浓度发生异常变化时，系统能够及时采取措施，如调节空气循环系统、补充氧气等，维持舱内空气环境的稳定。此外，在航天飞行器的推进剂储存和输送过程中，对液体推进剂中的溶解氧含量也有严格要求，溶氧电极可用于监测推进剂中的溶解氧，确保推进剂的质量和性能。智能溶氧电极内置 MCU，支持自动校准、数据存储和故障诊断。安徽荧光淬灭溶解氧电极

跨领域创新推动溶氧电极突破传统应用边界，在新兴场景中发挥更大价值。微生物培养用溶氧电极

溶氧电极与微生物燃料电池结合有助于研究微生物群落，1、利用电化学和微生物学工具（如 Illumina 测序、共聚焦显微镜和生物膜冷冻切片）结合溶氧电极，可以探索 MFC 中阳极和阴极生物膜的微生物群落。例如，在不同 DO 条件下的 MFC 中，阴极电极的优势菌属会发生变化。在研究中发现，阴极电极的优势菌属从 Pirellula 变为 Thermomonas，直至变为 Azospira。2、在 A-MFC 的生物阴极中，存在硫还原细菌（Desulfuromonas）和紫色非硫细菌，这表明硫化合物的循环可以穿梭电子，维持氧气作为终端电子受体的还原。在 P-MFC 的生物阴极中，光合培养物提供了高 DO 水平，维持了好氧微生物群落，Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌属达到总 OTUs 的 50% 以上微生物培养用溶氧电极