在生物發(fā)酵過程中，pH是影響菌體生長、代謝產(chǎn)物合成的關(guān)鍵參數(shù)。而發(fā)酵過程pH電極作為在線監(jiān)測的“眼睛”，其準(zhǔn)確性直接決定工藝控制質(zhì)量。由于發(fā)酵環(huán)境高溫、高壓、高蛋白、易染菌，電極易發(fā)生漂移、污染或老化，因此規(guī)范校準(zhǔn)至關(guān)重要。
一、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
選擇標(biāo)準(zhǔn)緩沖液：通常采用兩點校準(zhǔn)，推薦pH 4.01(鄰苯二甲酸氫鉀)、7.00(磷酸鹽)或10.01(碳酸鹽)，根據(jù)發(fā)酵工藝范圍選擇(如細菌發(fā)酵常用6–8，選4.01和7.00)；
電極狀態(tài)檢查：確認(rèn)電解液充足(液態(tài)型)、膜面清潔無蛋白附著，若污染可用0.1M HCl或?qū)Ｓ们逑匆航荩?br />
溫度補償：確保緩沖液與電極溫度一致，或啟用自動溫度補償(ATC)功能。
二、校準(zhǔn)操作步驟
沖洗電極：用去離子水沖洗，吸干(勿擦拭)；
第一點校準(zhǔn)(如pH 7.00)：將電極浸入緩沖液，待讀數(shù)穩(wěn)定后確認(rèn)；
第二點校準(zhǔn)(如pH 4.01)：再次沖洗后浸入第二緩沖液，完成斜率校準(zhǔn)；
驗證斜率與零點：合格電極斜率應(yīng)在95%–105%(25℃)，零點偏移<±30 mV。
三、發(fā)酵場景特殊注意事項
滅菌后校準(zhǔn)：若電極經(jīng)121℃SIP滅菌，建議在冷卻后重新校準(zhǔn)，因高溫可能引起暫時性漂移；
在線校準(zhǔn)可行性：部分發(fā)酵罐配備旁路校準(zhǔn)杯，可在不停罐情況下校準(zhǔn)，但需確保無菌操作；
避免頻繁拆卸：反復(fù)拆裝易破壞密封，增加染菌風(fēng)險，建議使用帶快裝接口(如Tri-Clamp)的衛(wèi)生型電極。
四、校準(zhǔn)頻率建議
實驗室小試：每次實驗前校準(zhǔn)；
中試或生產(chǎn)：每批次前校準(zhǔn)，長周期發(fā)酵(>7天)建議中途驗證一次。
正確校準(zhǔn)不僅是技術(shù)動作，更是GMP數(shù)據(jù)完整性要求。通過規(guī)范流程、記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(含緩沖液批號、斜率、操作人)，可確保pH監(jiān)測真實可信，為發(fā)酵工藝提供可靠依據(jù)。
