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摘要：灌流（perfusion）是细胞培养与组织工程中实现高密度与长时培养的关键操作模式，进出液溶氧的实时监测是评估细胞代谢状态与氧供给充足性的核心指标。传统采样离线分析存在延时与染菌风险，Clark 电极在灌流回路中存在死体积与漂移问题。本文介绍基于 PreSens 荧光猝灭原理的流通池（Flow-Through Cell）与传感器点（Sensor Spot）在灌流系统溶氧监测中的应用方法，分析其低死体积、无消耗与一次性/可复用双模式优势。PreSens 流通池集成 O₂ 传感器于流通池体内，配合 OXY-4 SMA 多通道仪表，可实现灌流回路进出液口的并行在线监测；Sensor Spot 贴附于培养袋/管路透明段，实现非侵入式零死体积测量。
关键词：灌流培养；溶氧在线监测；流通池；非侵入式；器官灌流；高密度培养
1. 灌流系统对溶氧监测的需求
灌流培养以持续新鲜培养基置换含代谢废物的培养液，实现高细胞密度（>50×10⁶ cells/mL）与长时（数周）运行，是单抗生产、细胞治疗与器官灌流保存的前沿操作模式。氧供给是灌流工艺首要瓶颈——高密度培养的摄氧速率（OUR）可达 10–50 pmol·cell⁻¹·h⁻¹，氧传质不足将迅速引发缺氧与代谢崩溃。
灌流溶氧监测的关键点位包括：
进液口（inlet）：确认新鲜培养基的初始 DO，作为氧供给基线。
培养腔/反应器本体：反映细胞实际暴露的 DO 环境。
出液口（outlet）：与进液口 DO 差值除以停留时间即得 OUR，是细胞代谢状态的在线指标。
传统 Clark 电极在灌流回路中的局限：插入式探头形成死体积与剪切死角、膜面蛋白污染导致漂移、需定期离线校准打断灌流、一次性系统中难以集成。
2. PreSens 技术方法
流通池集成 O₂ 传感器于池体内壁，液流经池体时光纤从外壁读取，无探头伸入流路，死体积极小。提供一次性（single-use）与可复用（reusable）两种版本，适配不同量程的 SP-PSt3（常量）/SP-PSt6（痕量）传感器。明确将其列为灌流系统与管道在线 O₂ 监测的标准方案。
传感器点直接贴附于培养袋、硅胶管或玻璃管路的透明段内壁，光纤从外部贴壁读取，实现零额外死体积的非侵入式在线监测——对一次性灌流系统（SUB/SUS）尤为适配。
4 通道并行读取，可同时监测进液、腔体、出液与参比位点的 DO，配合软件实时绘制 DO-时间曲线并计算 ΔDO→OUR。
3. 优势分析
（1）低死体积保护灌流流体力学
灌流系统的流体力学设计（剪切、停留时间分布）对细胞活性敏感。流通池的流线型设计与 Sensor Spot 的零侵入特性，避免传统探头造成的涡流死角与剪切峰，保持灌流回路的流体力学完整性。
（2）进/出液 ΔDO 在线 OUR 表征
多通道并行读取进出液 DO，ΔDO/τ 即在线 OUR——这一指标无需取样离线血球计数与氧消耗速率分析，可实时反馈细胞代谢状态，是灌流工艺监控的高级指标。将此方案明确列为"灌注系统中的氧气监测"特色系统。
（3）一次性/可复用双模式
一次性流通池适配一次性灌流系统（细胞治疗 GMP 场景），避免交叉污染与清洗验证；可复用版本适配不锈钢灌流系统，降低长期耗材成本。同一仪表兼容两种模式，工艺转移无需更换测量原理。
（4）非消耗与无流速依赖
灌流流量从 mL/min 到 L/min 跨度大，Clark 电极的流速依赖性在不同流量段引入系统差。PreSens 非消耗、无流速依赖的特性，使进/出液 DO 读数在不同流量下保持一致性，ΔDO→OUR 的计算不受流量切换影响。
（5）器官灌流保存的适配性
器官灌流保存（如肝脏、肾脏移植前灌注）需在低温（4℃）与低流量下监测 DO。PreSens 传感器工作温度范围 0–50℃，明确提及器官运输中持续灌注监测的应用，低温下荧光猝灭响应稳定，适配器官保存的特殊工况。
4. 结语
灌流培养的工艺控制核心是"氧供给-氧消耗"的实时平衡。PreSens 流通池与传感器点以低死体积、非消耗与多通道并行读取，为灌流系统提供了进出液 DO 在线监测与 OUR 在线计算的完整方案，是高密度培养与器官灌流走向可控工程化的测量支撑。
PreSens 全系氧传感器产品在中国由大连力迪代理，提供选型咨询、应用培训与本地化售后支持，可按灌流系统类型（一次性/可复用）、流量量程与 DO 量程灵活配置方案。
