图4、2000年研制的SBA-60型生物传感器在线分析系统(四电极)图5、203年研制的SBA-70型血糖乳酸自动分析仪 九十年代是我国生物传感器应用取得较大发展的十年,以SBA-40型和50型生物传感分析仪(图2、3)为代表,仪器集成 许多智能化操作程序,其主程序可方便地满足了多种自动测定。谷氨酸传感器的研制成功并进入实用是国际首创,它与葡 乳酸传感器一起成龙配套地监测控制发酵罐内的物质成分的变化,实现分析150万次/年。我们还硏制成多酶协同作用的」 酶膜生物传感器,通过自动测定程序实现了糖化酶活性的快速自动测量,应用双电极-差分的方法获得原先难于分析的生化 测定,包括尿素、谷氨酰胺、淀粉、蔗糖、乳糖、麦芽糖等。在九十年代中,生物传感分析仪品种得到更新换代,还建立 关的国家标准 进入新世纪以来,我们在生物传感分析仪的医用、自动、精密分析继续研发,获得几项新的硏究成果。研制了生物传感τ 分析系统(图4)和医用的生物传感自动分析仪(图5) 实验室研发的生物传感器得到市场和政府的认可,199年研究室被正式命名为山东省生物传感器重点实验室,为生物传 的创新研究和持续地为社会服务提供了基地 二、生物传感器和发酵生产 在微生物发酵过程中,检测多种有关的生化参数(生物量/细胞活性、底物/营养、产物/代谢物),是生物技术领域研 和工程师们有效地对过程进行控制的必要前提。生物传感器类分析仪器得到普及应用改变了我国在发酵控制新分析仪器方 落后面貌。与国外同类仪器比较,我们研发的生物传感器分析仪具有方便、快速、精确、容易操作、价格低廉、维修及时 点 生物传感器在发酵工业上的应用: Ⅰ、发酵中葡萄糖测定,过去用操作繁琐时间长的还原糖方法只能近似地估计葡萄糖的变化。现在提供了快速而准确的圊 酶的测定方法,发酵中可根据糖消耗确定微生物的生长速率,观察是否染菌,随时与产物的产生一起估算转化率,确定补冫 果和及时判断发酵结束的时间。发酵过程或设备异常现象通过葡萄糖分析得到及时预报。 2、谷氨酸发酵中,随时跟踪目标产物的产生。分析时间缩短了几十倍 3、乳酸测定是生物传感器出现后新增加的控制参数。实践中发现它的控制是获得发酵高产的关键。乳酸是需氧发酵产物 过程中的中间产物,是过程控制的敏感参数,与生物素的加入量、补糖、活菌数、菌活力、空气补给等控制直接相关。发 盛期,乳酸必然产生,适度的乳酸浓度是高产罐的重要指示。此时单纯地通过通风是达不到乳酸下降的目的,反而引起能 浪费及减产。发酵后期、放罐前应控制乳酸下降,才能达到高产 4、监控离交回收谷氨酸或浓缩物的浓度:谷氨酸传感器可测岀0.1%的谷氨酸浓度变化,而瓦氏法不可能达到这样的精碩 过去离子交换单用皿跃变点来控制回收会造成谷氨酸的大量流失。使用谷氨酸传感器可以使离交回收率提高30-50%图 4、2000 年研制的 SBA-60 型生物传感器在线分析系统(四电极) 图 5、2003 年研制的 SBA-70 型血糖乳酸自动分析仪 九十年代是我国生物传感器应用取得较大发展的十年，以 SBA-40 型和 50 型生物传感分析仪(图 2、3) 为代表，仪器集成 了许多智能化操作程序，其主程序可方便地满足了多种自动测定。谷氨酸传感器的研制成功并进入实用是国际首创，它与葡萄 糖、乳酸传感器一起成龙配套地监测控制发酵罐内的物质成分的变化，实现分析 150 万次/年。我们还研制成多酶协同作用的复 合酶膜生物传感器，通过自动测定程序实现了糖化酶活性的快速自动测量，应用双电极-差分的方法获得原先难于分析的生化样 品测定，包括尿素、谷氨酰胺、淀粉、蔗糖、乳糖、麦芽糖等。在九十年代中，生物传感分析仪品种得到更新换代，还建立了 相关的国家标准。 进入新世纪以来，我们在生物传感分析仪的医用、自动、精密分析继续研发，获得几项新的研究成果。研制了生物传感在 线分析系统(图 4)和医用的生物传感自动分析仪(图 5)。 实验室研发的生物传感器得到市场和政府的认可，1999 年研究室被正式命名为山东省生物传感器重点实验室，为生物传感 器的创新研究和持续地为社会服务提供了基地。 二、生物传感器和发酵生产 在微生物发酵过程中，检测多种有关的生化参数（生物量/细胞活性、底物/营养、产物/ 代谢物）, 是生物技术领域研究 者和工程师们有效地对过程进行控制的必要前提。生物传感器类分析仪器得到普及应用改变了我国在发酵控制新分析仪器方面 的落后面貌。与国外同类仪器比较，我们研发的生物传感器分析仪具有方便、快速、精确、容易操作、价格低廉、维修及时等 优点。 生物传感器在发酵工业上的应用： 1、发酵中葡萄糖测定，过去用操作繁琐时间长的还原糖方法只能近似地估计葡萄糖的变化。现在提供了快速而准确的固定 化酶的测定方法，发酵中可根据糖消耗确定微生物的生长速率，观察是否染菌，随时与产物的产生一起估算转化率，确定补料 效果和及时判断发酵结束的时间。发酵过程或设备异常现象通过葡萄糖分析得到及时预报。 2、谷氨酸发酵中，随时跟踪目标产物的产生。分析时间缩短了几十倍。 3、乳酸测定是生物传感器出现后新增加的控制参数。实践中发现它的控制是获得发酵高产的关键。乳酸是需氧发酵产物转 化过程中的中间产物，是过程控制的敏感参数，与生物素的加入量、补糖、活菌数、菌活力、空气补给等控制直接相关。发酵 旺盛期，乳酸必然产生，适度的乳酸浓度是高产罐的重要指示。此时单纯地通过通风是达不到乳酸下降的目的，反而引起能源 的浪费及减产。发酵后期、放罐前应控制乳酸下降，才能达到高产。 4、监控离交回收谷氨酸或浓缩物的浓度：谷氨酸传感器可测出 0.1%的谷氨酸浓度变化，而瓦氏法不可能达到这样的精确 度。过去离子交换单用 pH 跃变点来控制回收会造成谷氨酸的大量流失。使用谷氨酸传感器可以使离交回收率提高 30- 50%。(图 6)