溶解氧(DO)是細胞培養中最關鍵的測量元素之一，也是最容易被忽視的元素之一。造成這種疏忽的原因很多，從知識的匱乏到傳統DO探針的侵擾。然而，對于大多數細胞培養條件，光學DO傳感器提供了一種簡單的解決方案。雖然這項技術是在20世紀90年代末發明的，但直到最近它才變得足夠便宜，可以被任何生物制造團隊大規模使用。說到實驗室細胞培養的微小細節，DO傳感器其實只有兩種，分別是電化學傳感器和光學傳感器。

　一、光學溶解氧傳感器是如何工作的？

　光學溶解氧傳感器由傳感點和光纖讀數器兩部分組成。傳感器附著在細胞培養容器的內部，并含有懸浮在水凝膠中的熒光染料。它是傳感器系統中唯一與細胞或介質接觸的部分。外部讀取器連接到計算機或數據中心，負責向傳感器點發送和接收光信號。光學溶解氧傳感器基于氧存在下的發光淬滅來測量液體介質或空氣中的溶解氧濃度。由于氧氣會影響發光強度和壽命，所以兩者都可以用來測量DO。

　二、光學溶解氧的測量方法有以下三種:

　(1)測量振幅域中的發光峰值。

　(2)測量壽命范圍內的發光衰減率。

　(3)相位域測量整個信號的相位差。

　光學溶解氧傳感器技術是根據溶解氧猝滅傳感器與化學染料相關的發光原理發展起來的。該染料的最大激發值約為455nm，發射波長約為613nm。讀取器發射藍光并激發熒光團，熒光團發射更高波長的光。在氧的存在下，熒光被猝滅，并且氧含量越高，發射強度越低。這種猝滅也導致衰變時間的變化，衰變時間是大多數讀者用來確定DO水平的一個屬性。

　DO的測量是通過閱讀器發射藍光使傳感器發光，然后計算機將信號轉化為衰變。與振幅傳感器相比，基于生命域的傳感器具有一定的優勢，是市場上常見的光學溶解氧傳感器。它們具有更好的長期準確性和穩定性，并且不容易受到浸出、染料降解或信號漂移的影響。

　三、光學溶解氧傳感器有什么優勢？

　1.不需要流量

　由于光學傳感器不消耗氧氣，所以不需要在傳感器的尖端穩定地補充氧氣。這允許在靜態細胞培養中使用光學傳感器。

　2.最低維護

　光學傳感器點是設備中唯一與細胞或介質接觸的部分。它們被設計成一次性的、價格合理的和一次性的。由于不需要更換膜和維護陰極，定期維護是在幾個月或幾年而不是幾天或幾周。

　3.不需要校準

　高品質的光學溶解氧傳感器經過預先校準，使用前無需調整。這限制了實驗過程中任何可能的停機時間。

　4.響應時間短

　光學傳感器的響應速度與光學探頭相似，但其測量壽命更長，因為它不需要日常校準。

　四、光學溶解氧傳感器有哪些局限性？

　1.傳感器點的靈敏度

　光學傳感器點小而易碎，因此必須小心處理。接觸高濃度的酒精或某些有機化合物也會造成損害。

　2.注冊費

　雖然由于更換和維護的原因，光學溶解氧傳感器的生命周期成本低于其他類型的探針，但初始成本通常高于電化學探針。

　3.新技術

　雖然光學傳感器技術是在20多年前發現的，但對于市場來說，它仍然是一項相對較新的技術，許多用戶并不熟悉它的工作原理。