在生物发酵过程中，pH值是影响微生物生长、代谢产物合成和工艺稳定性的关键参数之一。发酵过程pH电极作为实时监测pH的核心传感器，其测量精度与响应速度直接关系到发酵过程的控制效果。然而，发酵环境复杂(高温、高压、高黏度、含蛋白和细胞碎片)，极易导致电极性能下降。掌握以下几点关键知识，可显著提升pH电极的使用效果与寿命。
1.选择专用发酵电极
普通pH电极难以承受发酵罐的灭菌条件。应选用高压灭菌型pH电极，其外壳为耐高温材料(如PEEK或玻璃)，参比系统设计可耐受121℃、30分钟以上的蒸汽灭菌。
2.正确安装位置与角度
电极应安装在发酵罐内液体湍流区(如靠近搅拌桨出口)，避免靠近罐壁或液面。安装角度建议为45°-60°斜向下，防止气泡附着在敏感膜上影响测量。
3.灭菌前后的操作规范
灭菌前，确认电极已正确安装，电缆接口密封良好。灭菌后，待罐内温度降至40℃以下再通电使用，防止热冲击损坏敏感膜。
4.定期校准至关重要
每次发酵批次开始前，必须在体外使用标准缓冲液进行校准。若发酵周期长(如7-14天)，建议中途进行在线校准或验证。
5.防止污染与堵塞
发酵液中的蛋白质、细胞碎片易堵塞参比液接界，导致电位漂移。选用开放式或大孔径液接界设计的电极，可减少堵塞风险。必要时可加装自动清洗装置(如定时喷淋)。
6.合理存储
批次结束后，电极应拆下清洗，用去离子水冲洗干净，浸泡在pH 4.01或电极专用储存液中，严禁干放。
7.监测电极性能指标
关注电极的零点(pH 7时mV值)和斜率(每pH单位mV变化)，正常斜率应在54-60 mV/pH(25℃)。若斜率低于50 mV/pH或响应时间超过2分钟，表明电极老化，需更换。
8.避免机械损伤
安装和清洗时避免碰撞搅拌桨或罐壁，防止玻璃膜破裂。
通过理解并实践上述要点，可较大限度发挥发酵过程pH电极在发酵过程中的监测效能，确保数据真实可靠，为精准控制发酵工艺、提高产物收率提供坚实的数据基础。
