Sensor de pH: El pH del cultivo es una variable crítica en el funcionamiento del biorreactor. Las tecnologías de detección de pH se pueden dividir ampliamente en las siguientes categorías: sensores llenos de electrolitos de vidrio poroso basados en electrodos y pH ISFET (transistor de efecto de campo sensible a iones) basado en MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico). pH), sensores de pH basados en propiedades ópticas, sensores potenciométricos, sensores con tecnología de detección electroquímica.
Los electrodos de pH de vidrio todavía se utilizan ampliamente en la gran mayoría de los sensores de pH debido a su repetibilidad superior, durabilidad y capacidad de respuesta precisa de Nerns. Los electrodos selectivos de iones (ISE), como los electrodos de pH electroquímicos, son una gran subcategoría de sensores basados en el principio potenciométrico. Potenciométrico es un método de medición del potencial eléctrico donde no hay corriente entre los electrodos. El electrodo indicador compara el cambio de potencial en la membrana sólida entre el analito de la solución interna y el electrodo de referencia. Los diseños actuales de sensores de pH suelen incorporar un electrodo de referencia dentro de la sonda, lo que da como resultado una estructura voluminosa. Los principales desafíos de los sensores de pH con electrodos de vidrio son la fragilidad del material de vidrio y el problema de la suciedad cuando se utilizan en medios complejos.
Sensores electroquímicos Utilice electrodos para convertir analitos en sustancias mensurables. Por ejemplo, un sensor de gas mide la concentración de un gas oxidando o reduciendo el gas objetivo en el electrodo y mide la corriente generada de la conversión. El sensor electroquímico consta de tres electrodos: el electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el contraelectrodo. El electrodo de trabajo sufre una reacción redox con los iones. Además de los electrodos, hay una membrana respirable dentro del sensor para separar los componentes a base de agua del gas, y la cantidad de gas que llega a los electrodos de trabajo se ajusta para evitar fugas dentro del sensor.
Tecnología de detección ISFET Utiliza transistores de efecto de campo, que pueden usarse para medir concentraciones de iones en solución porque son sensibles a los iones. Los electrodos fuente y de tierra están conectados a tierra al sustrato y conectados al circuito. La unión del analito/iones a la membrana de rejilla provoca un cambio en el potencial entre la fuente y los electrodos de tierra, que es una medida de la concentración de ion/analito. Los ISFET se consideran los primeros biosensores FET para soluciones biológicas, de ahí el mismo nombre que los transistores bioMOST.
A diferencia de los sensores electroquímicos, los sensores ópticos sólo miden H3O+la actividad de los iones. Los sensores ópticos ofrecen varias ventajas: tamaño pequeño, medición continua, no es necesario un electrodo de referencia independiente, etc. El fotoblanqueo es el factor más importante que afecta a la precisión de este tipo de sensor. La escisión de enlaces covalentes o no covalentes resultantes de una unión no específica provocada por la luz de excitación puede provocar un fotoblanqueo del colorante indicador, haciéndolo incapaz de emitir luz. Lo que resulta en sensores inexactos con el tiempo. La principal tendencia en el desarrollo de sensores ópticos es la miniaturización. Esto reducirá los costos y mejorará la producción en masa. Los parches ópticos de pH son uno de esos pequeños sensores ópticos. Los parches ópticos de pH combinan sensores de pH en discos adhesivos adheridos a la superficie del biorreactor. Otra área de investigación reciente es el desarrollo de sensores ópticos de un solo uso para su uso con biorreactores de un solo uso.
Anaerobic processes rely heavily on “manual experimental analysis” and “qualified experimental operators”. The control measurements of the process involve spectroscopy, titration, etc. Currently, this type of biological process being studied requires different spectroscopic techniques due to the magnitude of the energy changes involved. Spectroscopy of biological processes often generates a large number of spectra, and the information content of each spectrum is significantly lower than the number of data, and it is key to quickly extract useful information from a large amount of data. Fluorescence spectroscopy appeared at the beginning of the twenty-first century. Fluorescence measurement in the reduced form of [NAD(P)H] is the most popular sensor de fluorescencia.
El control de temperatura en biorreactores es una tecnología bien establecida que a menudo puede alcanzar una precisión de ±0,5°C o superior. Típico sensores de temperatura Los más utilizados en la industria son termopares, detectores de temperatura de resistencia (RTD) y termistores. La elección de un instrumento de medición de temperatura específico depende de la estabilidad, sensibilidad, precisión, linealidad y esterilización del sensor. El PT100 se utiliza habitualmente para la detección de temperatura en biorreactores. Los RTD de platino se utilizan porque proporcionan una respuesta casi lineal a los cambios de temperatura, son estables y precisos, proporcionan una respuesta repetible y tienen un amplio rango de temperatura. Los RTD se utilizan a menudo en aplicaciones de precisión debido a su exactitud y repetibilidad. El control de la temperatura en los biorreactores de células animales suele ser más sencillo que en los fermentadores microbianos porque el cultivo celular es menos activo metabólicamente y requiere menos calor para ser eliminado del reactor.
Estándar Impulsores de una sola paleta o de un solo deflector. Los tanques de agitación a menudo tienen la desventaja de características de corte y disipación de energía desiguales. Tiene un gran impacto sobre los microorganismos susceptibles. En un sistema de impulsor de pasos múltiples, reducir la velocidad del impulsor para obtener una disipación de potencia equivalente da como resultado una reducción en el valor de corte máximo resultante. Cabe señalar que la fuerza cortante en la interfaz de la burbuja es la misma tanto para los impulsores de paso único como para los de paso múltiple. Como resultado, se espera que la tasa general de destrucción celular debido al cizallamiento del fluido sea menor en un sistema de impulsor de paletas múltiples que consume la misma potencia total. Por lo tanto, cuando los microorganismos son sensibles al corte, se preferirá un sistema de impulsor de paletas múltiples. Durante la instalación de un impulsor de paletas, a menudo se utiliza un instrumento como un tacómetro para detectar que la velocidad requerida coincide con las lecturas del tacómetro para verificar que el valor de rpm esté cerca del valor óptimo. Se utilizan modelos CFD (dinámica de fluidos computacional) y una combinación de varias características para predecir la velocidad y el control deseados del impulsor.
Además de la temperatura, el pH, el OD y la velocidad de agitación, El analizador de gases de escape en línea. También es una importante tecnología de detección para el control de procesos. Los analizadores de gases de escape se utilizan comúnmente en el análisis de la composición de COV o en el análisis de gases específicos, y la detección de matriz óptica destaca en la detección e identificación de una amplia gama de analitos, incluidos compuestos peligrosos, y se puede utilizar para detectar y caracterizar COV. recogidos en el espacio de cabeza de un biorreactor. Un analizador de gases de escape con sensor de CO2 y sensor de OD que se puede utilizar para calcular OUR, que también es uno de los parámetros clave para el crecimiento microbiano. Esta técnica analítica se puede dividir en técnicas de detección no invasivas, que se utilizan para detectar CO2,O2 del gas en la cola del tanque, analizar el cociente respiratorio de los procesos metabólicos y monitorear los cambios del proceso de fermentación. El monitoreo en línea puede acelerar el análisis sin muestreo, sin pretratamiento, conectado directamente al tubo de escape del fermentador (los analizadores de gases de escape tradicionales necesitan deshumidificar los gases de escape de fermentación y otros tratamientos previos), los biorreactores paralelos pueden elegir analizadores de gases de escape multicanal. como cuatro canales, ocho canales y docenas de canales. Es posible monitorear múltiples tanques en línea y en paralelo al mismo tiempo.
Acerca de BaiLun Biotecnología Co., Ltd.:
BaiLun Biotechnology Co., Ltd. stands as a leading supplier and premier technical service provider, specializing in the provision of comprehensive bioreactor systems and advanced control solutions. Our extensive product line encompasses a wide array of offerings, ranging from bioreactors (fermenters) to animal cell bioreactors, biological shakers, and control systems tailored for bioprocessing applications. With a capacity spanning from 0.1L to 1000KL, we are committed to fostering the growth of China’s bioreactor industry on a global scale.
En BaiLun, we boast a seasoned team of engineers equipped with profound expertise in fermentation processes, biochemical equipment, and chemical technology. Moreover, we actively engage nationally renowned experts and scholars as technical consultants, ensuring the robust technological underpinnings of our products. Central to our ethos is a relentless pursuit of product innovation and technological leadership, all geared towards guaranteeing utmost customer satisfaction. We hold ourselves accountable to prioritize customer benefits, embodying this commitment as the cornerstone of Bailun Company’s core values.
Nuestra diversa cartera de productos está meticulosamente diseñada para satisfacer las demandas multifacéticas de nuestra clientela. Desde el principio, hemos defendido los principios de supremacía de la calidad, centrado en el cliente y operaciones impulsadas por la integridad. Es nuestra inquebrantable dedicación para satisfacer las necesidades cambiantes de nuestros clientes lo que nos impulsa hacia adelante. Aceptando la marea de la globalización económica, extendemos una invitación genuina a colaborar con empresas de todo el mundo, con el objetivo de lograr la prosperidad y el éxito mutuos.
El espíritu de BaiLun resume una dedicación a centrarse en el cliente, una búsqueda de la excelencia en la calidad, un compromiso con la justicia y la integridad, y un impulso inquebrantable hacia la mejora continua y la innovación.
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