抗体、疫苗、重组蛋白与益生菌等生物制药工艺里,溶解氧(DO)是补料策略、搅拌转速与通气速率联锁的核心变量。DO 掉到临界氧浓度以下,菌体从产物合成转向副产物代谢;DO 长期偏高又会造成氧化胁迫,蛋白糖基化谱漂移。离线取样做不到分钟级反馈,只能靠在线溶氧仪给 DCS/PLC 提供连续信号。
生物发酵的溶氧仪还要经受 121 ℃、0.1 MPa 的原位蒸汽灭菌(SIP),以及强碱清洗。这对探头膜头、密封圈、电子元件的耐受性是硬约束。
DOG-2092Pro 是博取仪器的 DOG-2092 系列升级机型,在标准在线溶氧仪的基础上换成彩色触摸屏,功能增强覆盖多段报警、标定历史与漂移补偿设置。DOG-2092 系列本身是化学法(极谱/覆膜电流型)在线溶氧仪,适合常规水处理的溶解氧监测;升级到 Pro 后界面与算法侧的改进让其在发酵、纯化水与配液系统的现场调试更顺手。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 测量原理 | 覆膜电流法(极谱型) |
| DO 量程 | 0~20 mg/L(可选 0~100% 饱和度) |
| 分辨率 | 0.01 mg/L |
| 精度 | ±0.1 mg/L(25 ℃) |
| 温度补偿 | 内置 PT1000,自动温补 |
| 显示 | 彩色触摸屏 |
| 输出 | 4-20 mA + RS485(Modbus RTU) |
| 膜头耐温 | 支持 121 ℃ SIP,具体次数以手册为准 |
| 防护 | 变送器面板 IP65,探头按卫生型结构 |
同门产品 IOT-ODO 系列是荧光法溶氧传感器,无需电解液与膜,标零周期长、维护工作量低;DOG-2092Pro 是极谱法,成本与备件周期更适合预算敏感、维护频次可接受的场景。判断标准有三条:
一是介质清洁度。发酵液含菌体、蛋白与消泡剂,容易污染荧光帽;极谱法靠电解液与透氧膜把介质隔离在电极外,介质侧只换膜头即可。二是灭菌频次。频繁 SIP(每天一次以上)建议选卫生型卡箍安装 + 极谱法可拆膜头,方便灭菌前后膜头更换;三是维护窗口。极谱法需要每 4~8 周补电解液、每 3~6 个月换膜;荧光法膜头更换周期在 6~12 个月,但探头本体成本更高。
灭菌前,把膜头旋下、更换新的透气膜与电解液,再随罐一起 121 ℃ 保持 30 分钟;灭菌结束后,探头自然冷却到发酵温度(一般 37 ℃ 或 25 ℃)再通电。第一次读数稳定通常需要 2~4 h(极谱法电解液与膜达到温度平衡);这一段的"预热漂移"是工艺正常的,不要在这段时间做点标定。
零氧标定:在培养基灭菌后、接种前,用罐内残余氧消耗后的本底做零氧。也可通氮气强制降 DO。DOG-2092Pro 面板菜单里做零氧点标定,标定值会被记入"历史标定"表,用于长期漂移分析。
空气饱和点:CIP 完成后、投料前,用湿空气 100% 饱和度做第二点。两次标定的斜率比应稳定在 0.95~1.05;连续三批跌破 0.90 说明膜头或电解液老化,提前更换。
DOG-2092Pro 的彩色界面支持多段报警:低限报警触发增通气或提搅拌;高限报警触发补糖减速或降温;断线报警负责探头故障切换。RS485 侧把 DO 实测值、报警状态与标定日期一并传给上位批次记录系统,供后续审计追踪;4-20 mA 走独立信号给 DCS 主回路,两条链路互为冗余。
Q1:DOG-2092Pro 每次灭菌后读数偏低 0.5 mg/L,是不是坏了?
先看膜头电解液是否变浑浊或含气泡,重新补液;再看零氧标定是否用了被 CO₂ 富集的气体;再核查温度补偿参数(PT1000 是否接对,温度读数是否与实际罐温匹配)。连续三批都出现同样偏差再走设备返修。
Q2:能否用 DOG-2092Pro 做细胞培养反应器?
从量程与灭菌兼容性上可行,但哺乳动物细胞培养的 DO 控制点常在 20~40% 饱和度、要求 ±1% 精度,若工艺对精度更严,建议选荧光法或实验室级产品。
具体灭菌温度、压力循环次数与介质兼容性以 DOG-2092Pro 与配套探头的产品手册为准。
