Датчики являются важной частью биореактор контроль процесса, контроль температура, pH, растворенный кислород и скорость перемешивания. По мере совершенствования конструкции и управления биореакторами растут и требования к сенсорным технологиям. Например, одноразовые биореакторы (SUB) становятся все более популярными, а также внедряются одноразовые растворы для измерения pH и DO. Однако большинство датчиков, используемых в настоящее время в SUB, по-прежнему используются в традиционных биореакторах из нержавеющей стали, которые в некоторой степени не подходят для конструкции SUB.
Датчик pH: pH культуры является критически важной переменной в работе биореактора. Технологии измерения pH можно в общих чертах разделить на следующие категории: датчики на основе пористого стекла, заполненные электролитом, и MOSFET (металлооксидно-полупроводниковый полевой транзистор) на основе ISFET pH (ионочувствительный полевой транзистор). pH) датчики, датчики pH на основе оптических свойств, потенциометрические датчики, датчики с электрохимической технологией измерения.
Стеклянные pH-электроды до сих пор широко используются в подавляющем большинстве датчиков pH благодаря их превосходной повторяемости, долговечности и точной чувствительности Нернста. Ионоселективные электроды (ISE), такие как электрохимические pH-электроды, представляют собой большую подкатегорию датчиков, основанных на потенциометрическом принципе. Потенциометрический метод измерения электрического потенциала при отсутствии тока между электродами. Индикаторный электрод сравнивает изменение потенциала на твердой мембране между внутренним раствором аналита и электродом сравнения. Современные конструкции датчиков pH обычно включают в себя электрод сравнения внутри зонда, что приводит к громоздкой конструкции. Основными проблемами датчиков pH со стеклянными электродами являются хрупкость материала стекла и проблема загрязнения при использовании в сложных средах.
Электрохимические датчики используйте электроды для преобразования аналитов в измеримые вещества. Например, датчик газа измеряет концентрацию газа путем окисления или восстановления целевого газа на электроде и измеряет генерируемый ток преобразования. Электрохимический датчик состоит из трех электродов: рабочего электрода, электрода сравнения и противоэлектрода. Рабочий электрод подвергается окислительно-восстановительной реакции с ионами. Помимо электродов внутри датчика имеется воздухопроницаемая мембрана для отделения компонентов на водной основе от газа, а количество газа, попадающего на рабочие электроды, регулируется для предотвращения утечки внутри датчика.
Сенсорная технология ISFET использует полевые транзисторы, которые можно использовать для измерения концентрации ионов в растворе, поскольку они чувствительны к ионам. Исток и заземляющий электроды заземлены на подложку и подключены к цепи. Прикрепление аналита/ионов к решетчатой мембране вызывает изменение потенциала между источником и заземляющими электродами, что является мерой концентрации ионов/аналита. ISFET считаются первыми биосенсорными полевыми транзисторами для биологических растворов, отсюда и такое же название, как транзисторы bioMOST.
В отличие от электрохимических датчиков, оптические датчики измеряют только активность ионов H3O+. Оптические датчики обладают рядом преимуществ: небольшой размер, непрерывность измерения, отсутствие необходимости в отдельном электроде сравнения и т. д. Фотообесцвечивание является наиболее важным фактором, влияющим на точность датчиков этого типа. Расщепление ковалентных или нековалентных связей в результате неспецифического связывания, вызванного возбуждающим светом, может привести к фотообесцвечиванию индикаторного красителя, что делает его неспособным излучать свет. Со временем это приводит к неточным показаниям датчиков. Основной тенденцией развития оптических датчиков является миниатюризация. Это позволит снизить затраты и улучшить массовое производство. Оптические pH-пластыри являются одним из таких небольших оптических датчиков. Оптические pH-пластыри объединяют датчики pH на клейких дисках, прикрепленных к поверхности биореактора. Еще одной недавней областью исследований является разработка одноразовых оптических датчиков для использования в одноразовых биореакторах.
Анаэробные процессы в значительной степени зависят от «ручного экспериментального анализа» и «квалифицированных операторов-экспериментаторов». Контрольные измерения процесса включают спектроскопию, титрование и т. д. В настоящее время изучаемый тип биологического процесса требует различных спектроскопических методов из-за величины связанных с ним энергетических изменений. Спектроскопия биологических процессов часто генерирует большое количество спектров, причем информативность каждого спектра значительно ниже количества данных, и это является ключом к быстрому извлечению полезной информации из большого количества данных. Флуоресцентная спектроскопия появилась в начале XXI века. Измерение флуоресценции в восстановленной форме [NAD(P)H] является наиболее популярным методом. датчик флуоресценции.
Контроль температуры в биореакторах — это хорошо зарекомендовавшая себя технология, которая часто позволяет достичь точности ±0,5°C или выше. Типичный датчики температуры В промышленности используются термопары, термометры сопротивления (RTD) и термисторы. Выбор конкретного прибора для измерения температуры зависит от стабильности, чувствительности, точности, линейности и стерилизации датчика. PT100 обычно используется для измерения температуры в биореакторах. Платиновые термометры сопротивления используются потому, что они обеспечивают почти линейную реакцию на изменения температуры, стабильны и точны, обеспечивают повторяемый отклик и имеют широкий температурный диапазон. RTD часто используются в прецизионных приложениях из-за их точности и повторяемости. Контроль температуры в биореакторах животных клеток часто проще, чем в микробных ферментерах, поскольку культура клеток менее метаболически активна и требует меньше тепла для отвода из реактора.
Стандартный однолопастные рабочие колеса или одинарная перегородка Мешалочные резервуары часто имеют такие недостатки, как неравномерность сдвига и рассеивание энергии. Он оказывает большое воздействие на чувствительные микроорганизмы. В системе с многошаговым рабочим колесом снижение скорости рабочего колеса для получения эквивалентной рассеиваемой мощности приводит к снижению конечного максимального значения сдвига. Следует отметить, что поперечная сила на границе раздела пузырьков одинакова как для одношаговых, так и для многошаговых рабочих колес. В результате ожидается, что общая скорость разрушения клеток из-за сдвига жидкости будет ниже в системе с многолопастной крыльчаткой, которая потребляет ту же общую мощность. Поэтому, когда микроорганизмы чувствительны к сдвигу, предпочтительна система с многолопастной крыльчаткой. При установке лопастной крыльчатки часто используется такой прибор, как тахометр, для определения соответствия требуемой скорости показаниям тахометра и проверки близости значения оборотов к оптимальному значению. Моделирование CFD (вычислительная гидродинамика) и сочетание различных характеристик используются для прогнозирования желаемой скорости и управления крыльчатки.
Помимо температуры, pH, DO и скорости перемешивания, онлайн-анализатор выхлопных газов также является важной сенсорной технологией для управления технологическими процессами. Анализаторы выхлопных газов обычно используются при анализе состава ЛОС или при анализе конкретных газов, а оптические матрицы превосходно обнаруживают и идентифицируют широкий спектр аналитов, включая опасные соединения, и могут использоваться для обнаружения и характеристики ЛОС. собираются в свободном пространстве биореактора. Анализатор выхлопных газов с датчиком CO2 и датчиком DO, который можно использовать для расчета OUR, что также является одним из ключевых параметров роста микробов. Этот аналитический метод можно разделить на неинвазивные методы зондирования, которые используются для обнаружения CO2,O2 в газе в хвостовой части резервуара, анализа дыхательного коэффициента метаболических процессов и мониторинга изменений процесса ферментации. Онлайн-мониторинг может ускорить анализ без отбора проб, без предварительной обработки, напрямую подключен к выхлопной трубе ферментера (традиционные анализаторы выхлопных газов должны осушать выхлопные газы ферментации и проводить другую предварительную обработку), параллельные биореакторы могут выбирать многоканальные анализаторы выхлопных газов, такие как четырехканальные, восьмиканальные и десятки каналов. Можно контролировать несколько резервуаров онлайн и параллельно одновременно.
О БайЛун Биотехнологическая Компания, ООО:
БайЛун Biotechnology Co., Ltd. является ведущим поставщиком и ведущим поставщиком технических услуг, специализирующимся на поставке комплексных биореакторных систем и передовых решений по управлению. Наша обширная линейка продукции включает в себя широкий спектр предложений: от биореакторов (ферментаторов) до биореакторов на животных клетках, биологических шейкеров и систем управления, специально разработанных для биотехнологических процессов. Имея емкость от 0,1 л до 1000 л, мы стремимся способствовать росту китайской биореакторной промышленности в глобальном масштабе.
В БайЛун, мы можем похвастаться опытной командой инженеров, обладающих глубокими знаниями в области процессов ферментации, биохимического оборудования и химических технологий. Более того, мы активно привлекаем всемирно известных экспертов и ученых в качестве технических консультантов, обеспечивая надежную технологическую основу нашей продукции. Центральное место в нашем духе занимает неустанное стремление к инновациям в продукции и технологическому лидерству, и все это направлено на обеспечение максимальной удовлетворенности клиентов. Мы считаем себя ответственными за приоритетность преимуществ для клиентов, воплощая это обязательство в качестве краеугольного камня основных ценностей компании Bailun.
Наш разнообразный портфель продуктов тщательно разработан для удовлетворения разнообразных потребностей наших клиентов. С самого начала мы придерживались принципов приоритета качества, клиентоориентированности и честности операций. Наша непоколебимая приверженность удовлетворению растущих потребностей наших клиентов двигает нас вперед. Принимая волну экономической глобализации, мы искренне приглашаем к сотрудничеству предприятия по всему миру, стремясь к взаимному процветанию и успеху.
Дух БайЛун воплощает в себе приверженность клиентоориентированности, стремление к совершенству в области качества, приверженность справедливости и порядочности, а также непоколебимое стремление к постоянному совершенствованию и инновациям.
Связаться с нами:
Добавить: 6848# Liuxiang Rd., Цзядин, Шанхай, Китай
Контактное лицо: Мэдди
Электронная почта: [email protected]
Телефон:+86-134-7276-8163 (WhatsApp)
Веб-сайт: https://fermentorchina.com/
Русский 
English 
简体中文 
Español