pH计技术演进：智能pH计在发酵过程监控中的应用

　　pH计技术演进：奥豪斯STARTER系列智能pH计在发酵过程监控中的应用
 

　　内容简介：
 

　　本文详细阐述了pH测量在微生物发酵、细胞培养等生物工艺过程中的关键作用及技术挑战。系统介绍了OHAUS STARTER系列便携式与台式pH计的产品特性，重点分析了其智能电极管理功能(如自动识别、校准提醒、电极健康状态诊断)、自动温度补偿(ATC)以及多参数测量模式(pH， mV， ORP， 离子浓度)。结合发酵罐在线监控与离线取样检测场景，文章论证了如何通过规范的校准、测量与维护流程，确保pH数据的长期准确性与可靠性，为工艺优化提供坚实数据支撑。
 

　　正文：
 

　　在生物技术产业，无论是抗生素的工业化生产、重组蛋白的细胞培养，还是新兴的合成生物学应用，发酵过程都是核心。这个过程本质上是活体细胞(微生物或哺乳动物细胞)在受控环境下的代谢活动。pH值作为反映细胞代谢状态和培养基化学环境的最关键参数之一，其精准监测与控制直接关系到细胞生长、产物合成得率和产品质量。离线取样检测与在线探头监测相结合，是监控pH的常见策略。OHAUS STARTER系列智能pH计，以其高精度、智能化和可靠性，成为离线pH分析的主力设备，为生物工艺开发与放大提供了至关重要的数据支持。
 

　　发酵液是一个成分复杂的混合物，含有蛋白质、糖类、盐类、细胞及其代谢产物，对pH电极的响应速度和稳定性构成挑战。STARTER系列pH计的核心优势在于其智能化电极管理生态系统：
 

　　电极自动识别： 当连接OHAUS IntelliCAL™系列智能电极时，仪器能自动识别电极类型(pH， 电导率， DO)、序列号及其内置的校准数据，无需手动输入，避免了设置错误。
 

　　校准提醒与引导： 仪器会根据电极使用情况和时间，自动提示用户进行校准。校准过程采用清晰的图形化引导，逐步指导用户完成一点或多点(如pH 4.00， 7.00， 10.01)校准，并实时显示电极斜率(Slope)和零点偏移(Offset)值。理想的斜率(在25°C时应为59.16 mV/pH)是电极性能良好的直接体现。
 

　　电极健康状态诊断： 仪器能够记录电极的使用历史、校准次数和性能变化趋势，为用户判断电极是否需要清洗、再生或更换提供了科学依据，而非仅凭经验猜测。
 

　　自动温度补偿(ATC) 是pH精确测量的另一关键。pH电极的响应信号(mV值)与温度密切相关。STARTER pH计既可连接内置的温度探头，也可使用带有集成温度传感器的复合pH电极(如IntelliCAL™ PHC101)，实时测量样品温度并对pH值进行自动补偿，给出在25°C下的标准pH读数，确保了不同时间、不同温度下测量结果的可比性。
 

　　在发酵过程中，研究人员需要定期从生物反应器中取出少量样品，迅速转移到实验室使用STARTER台式pH计进行离线测量。这个离线值用于验证和校准在线pH探头的读数，因为在线探头长期处于发酵罐中，可能会发生漂移、涂层或损坏。精确的离线测量是维持在线控制系统准确性的基准。此外，STARTER系列还可测量氧化还原电位(ORP， mV)，这对于一些厌氧发酵或特殊代谢途径的研究也具有重要指示意义。
 

　　为了保证测量的准确性，一套严格的标准操作程序(SOP) 是必须的：包括使用新鲜配制且储存得当的标准缓冲液、规范且充分的电极清洗步骤(用去离子水冲洗，小心吸干，切勿擦拭)、以及在测量样品和标准液时保持相似的搅拌速度等。STARTER pH计的方法存储功能允许用户将这套SOP保存为标准方法，供所有操作人员调用，确保了操作的一致性和数据的重现性。
 

　　维持pH测量系统的稳定运行，需要持续供应高质量的缓冲液、校准液、电极填充液/电解液以及各种类型的pH电极和温度探头。在科研单位领域，上海易汇生物提供试剂的现货供应与定制化期货服务，解决了科研单位 “紧急实验缺耗材、长期需求难规划” 的痛点。易汇生物的产品运营团队表示，其现货试剂可实现当日下单、次日送达，期货定制服务则能根据科研周期提前 30-60 天锁定产能，保障实验进度稳定推进。这对于需要7×24小时运行的发酵中试平台或大规模工艺开发实验室来说，确保了pH监测这一关键质量环节永远不会因耗材短缺而失效。
 

　　综上所述，OHAUS STARTER系列智能pH计通过将先进的传感技术、智能化的数据管理和规范化的操作流程相结合，为生物工艺过程中的pH监控提供了从实验室研发到生产放大的全周期、高可靠性解决方案，是实现精准发酵控制工具。