在纯水中pH=常数＋lg在NaHCO3溶液中pH=常数-lgpCO2在NaHCO3溶液中测量能方便地确定pH和pCO2之间的对应关系。使用特殊的气体渗透膜，它能够使CO2扩散到NaHCO3溶液中去，溶液中pH变化就是CO2实际分压的测量值第29页，共84页，星期日，2025年，2月5日(2)尾气CO2的测量常用的尾气测定仪是不分光红外线二氧化碳测定仪（简称IR），其精度高，可达±0.5%，量程的线性范围大，虽然仪器价格高，但在生物细胞培养时常被采用。不分光红外线CO2气体分析原理是：除了单原子气体（如氖、氩等）和无极性的双原子气体（如氧、氢、氮等）外，几乎所有气体都在红外波段（即微米级）具有不同的红外吸收光谱，CO2的红外吸收峰在2.6~2.9μm和4.1~4.5μm之间有两个吸收峰，根据吸收峰值可以求出CO2的所含浓度。第30页，共84页，星期日，2025年，2月5日（3）尾气氧的仪器分析采用热磁氧分析仪测定原理是氧具有高顺磁性。在磁场中，氧气的磁化率比其它气体高几百倍，故混合气体的磁化率几乎完全取决于含氧气的多少。将排气通入热磁氧分析仪，就可测出排气氧的含量。第31页，共84页，星期日，2025年，2月5日通过RQ值的测定，可以分析微生物可能利用的基质——氧化型的或还原型的，分析微生物生长阶段，分析补料的速率是否合理例如，储炬等发现RQ的变化与菌体生长、营养状况以及产生抗生素密切相关。如20h菌丝开始发生膨大，而此时RQ达到峰值开始下降；40h左右RQ降至谷底开始回升，正是在这段时间产生抗生素启动。由于RQ具有以上的关联特性，他们尝试在avemectin发酵过程中利用RQ作为补料控制的参考之一。3、排气氧、排气CO2和呼吸熵第32页，共84页，星期日，2025年，2月5日酶电极与气敏电极相似，是在离子选择性电极的表面覆盖一个涂层，把酶固定在涂层内，通过酶反应产生的物质的测定，可以推算出反应物的量。例如脲酶电极，把脲酶固定在NH3气敏电极或CO2气敏电极的表面，在脲酶的催化下，尿素可以发生如下的分解反应：CO(NH2)2+H2O2NH3+CO2通过NH3或CO2气敏电极测定NH3或CO2的分压即可达到间接测定尿素的目的。4、酶电极第33页，共84页，星期日，2025年，2月5日（三）溶氧的测定对于好氧微生物来说氧的供应十分重要，了解发酵过程中溶氧情况是发酵控制的关键方面。现在发酵中溶氧测定大多用溶氧电极来测定。溶氧电极可分为极谱型和原电池型。极谱型需极化电压及放大器，耗氧少，受气流影响小原电池型简单便宜，适于中小罐。耗氧较大，受气流和气泡影响大。第34页，共84页，星期日，2025年，2月5日现在国内外测定溶液中的溶解氧基本上用极谱型的复膜氧电极。复膜氧电极可分为敞口式封闭式第35页，共84页，星期日，2025年，2月5日敞口式在电极的玻璃管上有一个小孔，使玻璃管与环境相通，这样在蒸汽灭菌时电极玻璃管内外压力相等，有利于保护电极封闭式的电极玻璃管上没有小孔，蒸汽灭菌时玻璃管受压大现在使用的大多数是敞口式电极第36页，共84页，星期日，2025年，2月5日1、复膜氧电极的工作原理阴极由铂、银、金等贵金属组成，阳极由铅、锡、铝等组成。当给电极施加极谱电压（0.6~0.8V负电压）时，溶液中的氧就在阴极被还原。当产生的电流与溶液中氧含量成正比时，此时的电极电流为饱和电流，此时的电压为极谱电压。氧浓度与饱和电流成正比关系。第37页，共84页，星期日，2025年，2月5日在阴极表面发生的电极反应：1/2O2+H2O+e-2OH-阴极上失去电子后，阳极反应产生的电子流向阴极，于是在二电极之间形成电流，将氧的信号转变成电信号。氧浓度越高，电流越大。阳极上的反应是：Pb+2ACO-Pb(ACO)2+2e-化学信号转变成电信号第38页，共84页，星期日，2025年，2月5日2、电极的构造在阴极银（铂）片的前面包一张半透膜，氧可以透过半透膜达到阴极上进行电极反应。该半透膜固定在阴极表面。小孔用于压力补偿。第39页，共84页，星期日，2025年，2月5日3、溶氧电极的影响因素（1）电极的灵敏度电极的阴极表面覆盖了半透膜之后，在一定条件下当膜成为氧扩散的控制因素时，氧分压的变化与电流输出的稳态有以下对应式：IS=NFA(pm/dm)pO2式中IS——电极电流N——电子数F——法拉第常数A——阴极表面积Pm——氧在复膜中的穿