一
在线PH计
1.1控制PH的意义。
在生物培养过程中，pH值是直接影响新陈代谢的重要因素之一，不同的PH会影响细胞内酶的活性。所以不同的PH会导致代谢流发生偏移，甚至是结构性改变。因此必须要将培养过程中的pH值控制到优化的范围内。通常使用氨水或弱酸强碱盐中和发酵过程产生的酸性物质，通过补加酸性物质如硫酸铵等强酸弱碱盐来中和发酵过程产生的碱，这样即起到中和作用，又起到补充必需元素的作用。
1.2PH计原理
溶液的值是溶液酸性大小的标度其定义为氢离子活度的负对数
用以公式表示PH=-㏒H+
根据测量电极与参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差，并利用待测溶液的ph值与工作电池的电势大小之间的线性关系，再通过电流计转换成ph单位来实现测定。
把对PH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，该电池的电位就是玻璃电极和参比电极电位的代数和：
E电池=E参比+E玻璃
如果温度恒定，这个电池的电位随待测溶液的PH变化而变化。
图一、复合PH计结构
1.3PH计的维护保养技巧
1.3.1PH电极的维护
电极日常维护可以延长电极的使用寿命。对于电解液可填充的电极，当电解液的液面低于样品液面，就需要填充电解液，这样可避免样品回流至电极中。电解液需要定期更换，例如一个月，这样可以确保电解液的新鲜，减少由于电解液从填充口处蒸发而产生的结晶。注意电极内部，特别是液络部处不要产生气泡，如果有气泡会导致读数不稳定。像甩动温度计一样，轻轻地甩动电极，可以去除气泡
1.3.2pH电极储存电极需要储存在富含离子的水性溶液中。保持pH玻璃膜的敏感凝胶层含有大量水份和离子，更可靠地响应样品pH值。短期储存测量间隙或电极短时不用，电极需要储存在盛有专用的Inlab电极储存液[1]，或电解液(如：3mol/LKCl)或缓冲液pH4或pH7的容器中。确保容器中电解液液面低于电极中填充液的液面。长期储存电极长期储存，需套上保湿帽，保湿帽内装有Inlab电极储存液[1]，或与电极内同样的电解液，或pH4缓冲液，或0.1mol/LHCl。确认加液口封闭，减少电解液蒸发，损耗，避免在电极和液络部处形成结晶。电极切勿干燥存放或储存在蒸馏水中，因为这样会影响pH玻璃敏感膜，导致电极寿命减短。
1.3.2pH电极再生和校准
再生
即使电极得到良好的维护和适当地保存，在多次使用后电极性能仍会下降，此时电极玻璃敏感膜也许就需要再生了。将电极浸泡在电极活化液中可恢复之前的性能。电极活化溶液由极稀的氢氟酸组成，它可以腐蚀去一层极薄的玻璃膜，形成新鲜的表层。当使用再生液时，不可浸泡电极超过1–2分钟，否则敏感膜将被彻底腐蚀完，电极就损坏了。
校准
由于每支电极都有其特征性的零点和斜率，为了得到可靠和精确的结果，最少两点校准是必不可少的。当要测量大范围的pH值时，则需要进行至少3点校准。大多数的pH仪表可以进行3-5点校准。在电极进行校准时,大多数的pH仪表需要输入所用缓冲液的数值，如果没有使用温度探头，需要确保在同一温度下进行校准和测量。
图二、PH计的校准
二
在线溶氧电极
2.1极谱式溶氧电极的组成及原理
溶解氧电极采用极谱式电极，阳电极为Ag/AgCl、阴电极为铂金（Pt）组成，两者之间充满特殊成份的电解液。由硅橡胶渗透膜包裹于电极四周。测量时，电极间加上mV的极化电压,氧渗透过隔膜在阴极消耗,同时等量的氧在阳极产生,这个动态过程进行到两边的氧分压相同时达到平衡.此时两电极间的电流与氧分压成正比,二次表检测到此电流,再经过一系列变换,得到氧浓度和氧含量.同时,NTC(负温度系数热敏电阻)检测被测量液的温度,二次表采样后进行温度补偿,将氧浓度或氧含量折算成25℃时的值。
阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH
阳极反应：4Ag+4Cl-→4AgCl+4e
图三、极谱式溶氧电极结构
2.2使用及维护
一般来说，每三个月进行一次更换电解液操作，但也可根据情况自行决定。如果电极信号不正常，（响应时间长，机械损坏，在无氧介质中电流增大等），就需要更换膜。将探头与电缆断开，旋下探头前端的膜保护套，将里面的电解液倒出，把溶氧膜保护套（连同溶氧膜）倒放在工作台上，用手指紧握溶氧膜保护套（膜向上）,用力向下磕，依靠惯性将膜体退出。将膜内残余电解液倒出，用去离子水冲洗干净，用吸水纸吸干，换上新膜，加入新电解液。
图四、溶氧电极膜及电解液的更换
2.3溶氧探头的保存
探头较长时间不用时应将保护帽套好，放置在空气中保存。
三
在线近红外传感器
3.1测量参数
OD(菌浓）、氨氮、总氮、还原糖、总糖、目标产物、前体含量、乙酸、乳酸、甲醇、效价、固含量、粘度、湿菌体含量等。
3.1仪器测量原理
近红外光谱的范围是位于是介于可见光（ⅥS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，原理是物质中的分子键吸收了特定频率的近红外光，键的振动能级发生变化，是最适用于测定含C-H、N-H、O-H等基团的物质，被誉为分析的巨人，像发酵过程中的OD(菌浓）、氨氮、总氮、还原糖、总糖、目标产物、前体含量、乙酸、乳酸、甲醇、效价固含量、粘度、湿菌体含量等都含有这些基团，都可以用瑞谱分析在线近红外分析仪传感器测定，且这些参数都是可以同时在线测量。
3.2瑞谱分析各种发酵测量现场
3.3使用及维护。
因为是非接触测量，只要保证视镜表面干净即可，维护简单，除了2-3年更换光源灯外，无任何耗材（瑞谱分析联系方式谢工：，