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英国Alphasense氧气传感器O2-W2:精准赋能生物制药发酵罐摄氧率实时调控

日期:2025-12-11 22:39
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摘要: 在生物制药领域,小型发酵罐(如***、酶生产)的工艺优化高度依赖于对菌体代谢状态的精准感知。其中,摄氧率(OUR,Oxygen Uptake Rate)作为反映细胞呼吸活性与代谢效率的核心参数,其实时监测与调控直接决定菌体生长速率、产物合成能力及工艺稳定性。英国Alphasense公司推出的O2-W2氧气传感器,凭借其高精度、快速响应及抗干扰特性,成为生物发酵排气管道中OUR监测的理想工具,为工艺优化提供了关键数据支撑。 高精度与快速响应,捕捉代谢动态瞬变 OUR的计算需精准测量进气与尾气的氧浓度差...

在生物制药领域,小型发酵罐(如***、酶生产)的工艺优化高度依赖于对菌体代谢状态的精准感知。其中,摄氧率(OUR,Oxygen Uptake Rate)作为反映细胞呼吸活性与代谢效率的核心参数,其实时监测与调控直接决定菌体生长速率、产物合成能力及工艺稳定性。英国Alphasense公司推出的O2-W2氧气传感器,凭借其高精度、快速响应及抗干扰特性,成为生物发酵排气管道中OUR监测的理想工具,为工艺优化提供了关键数据支撑。



高精度与快速响应,捕捉代谢动态瞬变

OUR的计算需精准测量进气与尾气的氧浓度差(ΔO₂),这对传感器的分辨率与响应速度提出严苛要求。

英国Alphasense氧气传感器O2-W220.9% O₂环境中输出电流达1580~120 µA,线性度优异(10% O₂时偏差百分比低),可清晰分辨尾气中0.1%级的氧浓度变化。其t90反应时间(20.9%→0% O₂)仅需数秒,远低于发酵罐内菌体代谢状态的动态变化周期(通常分钟级),确保OUR计算无滞后,为工艺调整提供实时依据。

抗干扰设计,适配发酵排气复杂环境

发酵罐排气管道中常伴随高湿度(接近100% RH)、CO₂积累(达15%以上)及压力波动(因泵送或背压调节),传统传感器易因此产生测量偏差。

英国Alphasense氧气传感器O2-W2通过优化设计实现了**的抗干扰能力:

· 湿度影响<0.7%40°C,0~95% RH),避免冷凝水对电化学膜的干扰;

· CO₂灵敏度仅0.1%/5% CO₂,即使尾气中CO₂浓度波动,氧读数仍稳定;

· 压力灵敏度<0.1%/20 kPa,适配排气管道因阀门调节导致的压力瞬变。

紧凑耐用,集成排气管道无障碍

英国Alphasense氧气传感器O2-W2直径仅20.0 mm、高度17.4 mm,可无缝安装于发酵罐排气管道侧壁或法兰接口,不干扰气流分布。

其工作温度范围(-30~55℃)覆盖发酵工艺常见操作条件(通常25~37℃),存储期限达6个月(密封罐,3~20℃),减少备件更换频率。更关键的是,其输出漂移<5%/3个月(典型值),寿命>24个月(降至85%原始输出),与发酵罐清洗周期及传感器校准周期高度匹配,降低全生命周期维护成本。

工艺优化实践:从OUR到代谢流调控

通过英国Alphasense氧气传感器O2-W2实时监测进气(O₂in)与尾气(O₂out)氧浓度,结合气体流量计数据,可快速计算OUR(公式:OUR = (O₂in - O₂out) × 流量 / 罐体工作体积)。例如,在***发酵中,OUR突降可能预示菌体代谢受阻(如溶解氧不足或底物抑制),此时可通过调整搅拌转速、通气量或补料策略及时干预,避免产物合成停滞。某酶生产案例显示,集成O2-W2后,工艺批次间OUR波动降低40%,产物效价提升15%。

英国Alphasense氧气传感器O2-W2以技术突破重新定义了生物发酵工艺的氧控标准,其高精度、抗干扰与长寿命特性,为OUR实时计算提供了可靠数据源,助力工艺人员精准调控菌体代谢流。随着合成生物学与连续制造技术的兴起,O2-W2将成为优化生物反应器效率、提升产物收率的核心组件,推动生物制药行业迈向智能化、可控化新阶段。

 

                                                  负载电阻                                      Ω                                              47~100

                                                  反应时间                从零点到20ppmO2的t90时间 (s)                        < 15

                                                  零点电流                零级空气中等效的ppm值                                   <2.5

                                                  压力范围                                     Kpa                                         80~120

                                                  直径                                     mm(含标签)                                     20.0

                                                  温度范围                                     ℃                                           -30~55

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