在生物制藥、微生物發(fā)酵等生物工藝過程中，活細(xì)胞密度是反映細(xì)胞生長狀態(tài)、評估生產(chǎn)效率和控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。活細(xì)胞密度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)在線、實(shí)時、無損的監(jiān)測，為工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制提供了強(qiáng)有力的工具。然而，作為精密的分析儀器，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性高度依賴于正確的安裝、規(guī)范的校準(zhǔn)和持續(xù)的維護(hù)。下面將詳細(xì)闡述這三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的操作要點(diǎn)。
 

　　一、正確安裝：確保測量準(zhǔn)確性的第一步

　　安裝位置和方式直接決定了傳感器能否真實(shí)反映生物反應(yīng)器內(nèi)的細(xì)胞密度。

　　1、安裝位置選擇：

　　代表性：?傳感器應(yīng)安裝在能夠代表整個反應(yīng)器內(nèi)細(xì)胞密度平均水平的區(qū)域。通常建議安裝在側(cè)壁，避開攪拌槳直接沖擊的區(qū)域和死角，以確保良好的混合和代表性取樣。

　　避免氣泡干擾：?對于光學(xué)傳感器，氣泡會嚴(yán)重干擾測量結(jié)果。安裝位置應(yīng)盡量避開氣泡集中或容易積聚的區(qū)域。如果反應(yīng)器內(nèi)氣泡較多，可能需要考慮安裝脫氣裝置或選擇抗氣泡干擾能力強(qiáng)的傳感器（如電容法）。

　　易于維護(hù)：?安裝位置應(yīng)便于操作人員進(jìn)行校準(zhǔn)、清潔和維護(hù)。

　　2、安裝方式：

　　無菌連接：?在需要保持無菌狀態(tài)的生物反應(yīng)器中，傳感器的安裝必須采用無菌連接方式，如使用預(yù)滅菌的快速接頭或隔膜密封。

　　密封性：?確保所有連接處密封良好，防止泄漏和染菌風(fēng)險。

　　固定牢固：?傳感器應(yīng)固定牢固，避免因攪拌或振動導(dǎo)致松動或移位，影響測量穩(wěn)定性。

　　3、電氣與信號連接：

　　按照制造商的要求正確連接電源和信號線，確保接地良好，以防止電氣干擾。

　　二、規(guī)范校準(zhǔn)：建立準(zhǔn)確測量的基準(zhǔn)

　　校準(zhǔn)是建立傳感器測量值與實(shí)際活細(xì)胞密度之間準(zhǔn)確對應(yīng)關(guān)系的關(guān)鍵步驟。

　　1、校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備：

　　傳感器清潔：?確保傳感器探頭清潔，無殘留物或生物膜。

　　培養(yǎng)基平衡：?使用與后續(xù)培養(yǎng)過程相同的培養(yǎng)基進(jìn)行校準(zhǔn)，并使培養(yǎng)基的溫度、pH值等參數(shù)與培養(yǎng)條件一致。

　　2、零點(diǎn)校準(zhǔn)：

　　在無細(xì)胞的培養(yǎng)基中進(jìn)行。對于光學(xué)傳感器，這相當(dāng)于測量培養(yǎng)基的背景吸光度或散射光。確保培養(yǎng)基清澈透明，無顆粒雜質(zhì)。

　　3、斜率校準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)曲線建立：

　　離線參考方法：?活細(xì)胞密度傳感器的校準(zhǔn)通常需要與離線參考方法（如臺盼藍(lán)染色計數(shù)法、自動細(xì)胞計數(shù)儀）進(jìn)行比對。

　　4、多點(diǎn)校準(zhǔn)：?建議在細(xì)胞生長的不同階段（如對數(shù)生長期、穩(wěn)定期）采集多個樣本，同時記錄傳感器的讀數(shù)和離線參考方法的測量值，建立多點(diǎn)校準(zhǔn)曲線。這比單點(diǎn)校準(zhǔn)更準(zhǔn)確，能更好地覆蓋整個測量范圍。

　　5、校準(zhǔn)模型選擇：?根據(jù)傳感器原理（如線性或非線性）和細(xì)胞類型，選擇合適的校準(zhǔn)模型（如線性回歸、二次方程）。

　　6、校準(zhǔn)驗(yàn)證：?校準(zhǔn)完成后，使用獨(dú)立的樣本進(jìn)行驗(yàn)證，確保校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　三、日常維護(hù)：保障長期穩(wěn)定運(yùn)行

　　定期的維護(hù)保養(yǎng)是確保傳感器長期穩(wěn)定運(yùn)行、延長使用壽命的必要措施。

　　1、清潔與消毒/滅菌：

　　批次間清潔：?在每個生產(chǎn)批次結(jié)束后，必須對傳感器探頭進(jìn)行清潔，去除附著的細(xì)胞、蛋白質(zhì)或其他殘留物。清潔方法需根據(jù)污染物性質(zhì)和傳感器材質(zhì)選擇（如溫和的清潔劑、酶清洗劑）。

　　在位清潔（CIP）與在位滅菌（SIP）：?如果傳感器設(shè)計允許，應(yīng)將其納入生物反應(yīng)器的CIP/SIP流程。務(wù)必確認(rèn)傳感器的耐受溫度、壓力和化學(xué)試劑兼容性。

　　避免劃傷：?清潔時使用柔軟的布或海綿，避免使用尖銳物品刮擦傳感器探頭表面，尤其是光學(xué)窗口。

　　2、性能檢查：

　　定期檢查傳感器的零點(diǎn)漂移情況。如果漂移超出允許范圍，可能需要重新校準(zhǔn)。

　　觀察測量信號的穩(wěn)定性。異常的噪聲或波動可能表明傳感器需要清潔或存在故障。

　　3、存儲：

　　如果傳感器需要長期存儲，應(yīng)按照制造商的建議進(jìn)行清潔、干燥和妥善包裝，避免探頭受到物理損傷或環(huán)境腐蝕。

　　4、記錄與追溯：

　　詳細(xì)記錄每次校準(zhǔn)、維護(hù)和故障處理的情況，建立完整的設(shè)備檔案，便于問題追溯和趨勢分析。

　　活細(xì)胞密度傳感器是生物工藝過程控制的“眼睛”。通過正確的安裝確保其“看”到的是真實(shí)情況，通過規(guī)范的校準(zhǔn)確保其“看”得準(zhǔn)確，再通過持續(xù)的維護(hù)確保其“看”得長久。只有將這三點(diǎn)落到實(shí)處，才能充分發(fā)揮活細(xì)胞密度傳感器在提升工藝穩(wěn)定性、保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率方面的巨大價值。記住，“預(yù)防為主，規(guī)范操作”?是管理好這類精密儀器的不二法則。