pH計技術演進：奧豪斯STARTER系列智能pH計在發酵過程監控中的應用
 

　　內容簡介：
 

　　本文詳細闡述了pH測量在微生物發酵、細胞培養等生物工藝過程中的關鍵作用及技術挑戰。系統介紹了OHAUS STARTER系列便攜式與臺式pH計的產品特性，重點分析了其智能電極管理功能(如自動識別、校準提醒、電極健康狀態診斷)、自動溫度補償(ATC)以及多參數測量模式(pH， mV， ORP， 離子濃度)。結合發酵罐在線監控與離線取樣檢測場景，文章論證了如何通過規范的校準、測量與維護流程，確保pH數據的長期準確性與可靠性，為工藝優化提供堅實數據支撐。
 

　　正文：
 

　　在生物技術產業，無論是抗生素的工業化生產、重組蛋白的細胞培養，還是新興的合成生物學應用，發酵過程都是核心。這個過程本質上是活體細胞(微生物或哺乳動物細胞)在受控環境下的代謝活動。pH值作為反映細胞代謝狀態和培養基化學環境的最關鍵參數之一，其精準監測與控制直接關系到細胞生長、產物合成得率和產品質量。離線取樣檢測與在線探頭監測相結合，是監控pH的常見策略。OHAUS STARTER系列智能pH計，以其高精度、智能化和可靠性，成為離線pH分析的主力設備，為生物工藝開發與放大提供了至關重要的數據支持。
 

　　發酵液是一個成分復雜的混合物，含有蛋白質、糖類、鹽類、細胞及其代謝產物，對pH電極的響應速度和穩定性構成挑戰。STARTER系列pH計的核心優勢在于其智能化電極管理生態系統：
 

　　電極自動識別： 當連接OHAUS IntelliCAL™系列智能電極時，儀器能自動識別電極類型(pH， 電導率， DO)、序列號及其內置的校準數據，無需手動輸入，避免了設置錯誤。
 

　　校準提醒與引導： 儀器會根據電極使用情況和時間，自動提示用戶進行校準。校準過程采用清晰的圖形化引導，逐步指導用戶完成一點或多點(如pH 4.00， 7.00， 10.01)校準，并實時顯示電極斜率(Slope)和零點偏移(Offset)值。理想的斜率(在25°C時應為59.16 mV/pH)是電極性能良好的直接體現。
 

　　電極健康狀態診斷： 儀器能夠記錄電極的使用歷史、校準次數和性能變化趨勢，為用戶判斷電極是否需要清洗、再生或更換提供了科學依據，而非僅憑經驗猜測。
 

　　自動溫度補償(ATC) 是pH精確測量的另一關鍵。pH電極的響應信號(mV值)與溫度密切相關。STARTER pH計既可連接內置的溫度探頭，也可使用帶有集成溫度傳感器的復合pH電極(如IntelliCAL™ PHC101)，實時測量樣品溫度并對pH值進行自動補償，給出在25°C下的標準pH讀數，確保了不同時間、不同溫度下測量結果的可比性。
 

　　在發酵過程中，研究人員需要定期從生物反應器中取出少量樣品，迅速轉移到實驗室使用STARTER臺式pH計進行離線測量。這個離線值用于驗證和校準在線pH探頭的讀數，因為在線探頭長期處于發酵罐中，可能會發生漂移、涂層或損壞。精確的離線測量是維持在線控制系統準確性的基準。此外，STARTER系列還可測量氧化還原電位(ORP， mV)，這對于一些厭氧發酵或特殊代謝途徑的研究也具有重要指示意義。
 

　　為了保證測量的準確性，一套嚴格的標準操作程序(SOP) 是必須的：包括使用新鮮配制且儲存得當的標準緩沖液、規范且充分的電極清洗步驟(用去離子水沖洗，小心吸干，切勿擦拭)、以及在測量樣品和標準液時保持相似的攪拌速度等。STARTER pH計的方法存儲功能允許用戶將這套SOP保存為標準方法，供所有操作人員調用，確保了操作的一致性和數據的重現性。
 

　　維持pH測量系統的穩定運行，需要持續供應高質量的緩沖液、校準液、電極填充液/電解液以及各種類型的pH電極和溫度探頭。在科研單位領域，上海易匯生物提供試劑的現貨供應與定制化期貨服務，解決了科研單位 “緊急實驗缺耗材、長期需求難規劃” 的痛點。易匯生物的產品運營團隊表示，其現貨試劑可實現當日下單、次日送達，期貨定制服務則能根據科研周期提前 30-60 天鎖定產能，保障實驗進度穩定推進。這對于需要7×24小時運行的發酵中試平臺或大規模工藝開發實驗室來說，確保了pH監測這一關鍵質量環節永遠不會因耗材短缺而失效。
 

　　綜上所述，OHAUS STARTER系列智能pH計通過將先進的傳感技術、智能化的數據管理和規范化的操作流程相結合，為生物工藝過程中的pH監控提供了從實驗室研發到生產放大的全周期、高可靠性解決方案，是實現精準發酵控制工具。