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光学溶解氧传感器如何工作?使用光学溶解氧传感器有什么优势?

发表时间:2022-12-09 15:45【 阅读量:-查看手机网址
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 溶解氧(DO)是细胞培养中最关键的测量元素之一,也是最容易被忽视的元素之一。造成这种疏忽的原因很多,从知识的匮乏到传统DO探针的侵扰。然而,对于大多数细胞培养条件,光学DO传感器提供了一种简单的解决方案。虽然这项技术是在20世纪90年代末发明的,但直到最近它才变得足够便宜,可以被任何生物制造团队大规模使用。说到实验室细胞培养的微小细节,DO传感器其实只有两种,分别是电化学传感器和光学传感器。


 一、光学溶解氧传感器是如何工作的?


 光学溶解氧传感器由传感点和光纤读数器两部分组成。传感器附着在细胞培养容器的内部,并含有悬浮在水凝胶中的荧光染料。它是传感器系统中唯一与细胞或介质接触的部分。外部读取器连接到计算机或数据中心,负责向传感器点发送和接收光信号。光学溶解氧传感器基于氧存在下的发光淬灭来测量液体介质或空气中的溶解氧浓度。由于氧气会影响发光强度和寿命,所以两者都可以用来测量DO。

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 二、光学溶解氧的测量方法有以下三种:


 (1)测量振幅域中的发光峰值。

 (2)测量寿命范围内的发光衰减率。

 (3)相位域测量整个信号的相位差。


 光学溶解氧传感器技术是根据溶解氧猝灭传感器与化学染料相关的发光原理发展起来的。该染料的最大激发值约为455nm,发射波长约为613nm。读取器发射蓝光并激发荧光团,荧光团发射更高波长的光。在氧的存在下,荧光被猝灭,并且氧含量越高,发射强度越低。这种猝灭也导致衰变时间的变化,衰变时间是大多数读者用来确定DO水平的一个属性。


 DO的测量是通过阅读器发射蓝光使传感器发光,然后计算机将信号转化为衰变。与振幅传感器相比,基于生命域的传感器具有一定的优势,是市场上常见的光学溶解氧传感器。它们具有更好的长期准确性和稳定性,并且不容易受到浸出、染料降解或信号漂移的影响。


 三、光学溶解氧传感器有什么优势?


 1.不需要流量

 由于光学传感器不消耗氧气,所以不需要在传感器的尖端稳定地补充氧气。这允许在静态细胞培养中使用光学传感器。


 2.最低维护

 光学传感器点是设备中唯一与细胞或介质接触的部分。它们被设计成一次性的、价格合理的和一次性的。由于不需要更换膜和维护阴极,定期维护是在几个月或几年而不是几天或几周。


 3.不需要校准

 高品质的光学溶解氧传感器经过预先校准,使用前无需调整。这限制了实验过程中任何可能的停机时间。


 4.响应时间短

 光学传感器的响应速度与光学探头相似,但其测量寿命更长,因为它不需要日常校准。


 四、光学溶解氧传感器有哪些局限性?


 1.传感器点的灵敏度

 光学传感器点小而易碎,因此必须小心处理。接触高浓度的酒精或某些有机化合物也会造成损害。


 2.注册费

 虽然由于更换和维护的原因,光学溶解氧传感器的生命周期成本低于其他类型的探针,但初始成本通常高于电化学探针。


 3.新技术

 虽然光学传感器技术是在20多年前发现的,但对于市场来说,它仍然是一项相对较新的技术,许多用户并不熟悉它的工作原理。

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