细胞培养进程中氧含量在线监测应用方案

2023-07-13 11:05

细胞培养(cell culture)是指在体外模拟体内环境（无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等)，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的—种方法。培养过程中，影响其生长的重要因素包括温度、湿度、光、气体环境和pH条件等。其中细胞培养进程中O2和pH的在线监测很重要，是决定细胞生长速度、产品的产量和质量产生效率的关键因素。

在没有氧气的情况下，无法进行发酵和细胞培养，只有在氧气的消耗和供给之间达到良好的平衡时，才能确保细胞培养拥有最佳条件。氧含量过大将对细胞产生毒害作用，空气中的氧含量（21%）保持一致；而细胞培养的pH水平为7.2-7.4，但是随着培养基中酸性物质的积累，往往导致其生长速度下降。因此，在细胞培养的进程中需要对氧含量和pH水平进行监测。

对于氧含量测量可基于氧分子与荧光材料之间相互作用所产生的荧光猝灭效应。光学传感器的工作原理为淬灭荧光。染料（生色团）固定在有机硅层中，并在可更换组件（光罩）中形成光学测量系统的敏感部分。LED 光源发出脉冲信号，刺激染料发出荧光，该荧光被引导至光敏检测器。如果氧气从测量介质扩散到硅层中，则荧光强度会降低。氧气浓度低时的荧光信号强度会高于氧气浓度高时的荧光信号强度。此外，反应时间（荧光衰减时间）也不同。氧气浓度低时染料发出的荧光比氧气浓度高时发出的时间要长。衰减时间主要用于计算氧气浓度。对此工采网推荐使用英国SST 荧光氧气传感器(O2传感器)-LOX-02/LOX-O1。

LuminOx是应用荧光猝灭原理和出厂校准的氧传感器，用于测量环境氧分压( ppO02)大小。LuminOx测量氧分压和温度。外加气压传感器可以让传感器输出氧气浓度值和气压值;结合了电化学传感器传统上低功耗的优势，非消耗传感原理使得它具有更长的寿命。LuminOx有氧压和温度补偿，使得它可以准确工作于宽环境范围而无需额外的补偿系统。不像其他传感器技术，LuminOx非常稳定和环保，不含铅或其他任何有毒材料，并且不受其他气体交叉干扰的影响。

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