微生物发酵底物、产物的种类与浓度以及相互作用，均会对微生物发酵过程中的反应速率、产品收率以及细胞对代谢途径的选择产生影响，实现发酵过程中底物与产物成分的在线检测与反馈控制，对于保证发酵过程的平稳运行，提高发酵效率具有重要。项目组通过多学科协同创新研究，以自主研发的浓度响应型酶生物传感电极为基础，针对传感芯片宽范围检测以及nA级微电流响应特性，研发微型化检测模块，低通滤波器、精密放大电路、精密电源硬件电路，以及多功能检测软件，解决了酶生物传感器低浓度微电流信号弱、高浓度易突变等技术难点。根据多组分原位在线同步检测时序逻辑要求，通过流路结构系统和模块化软件系统的设计，实现多组分、宽范围、高精度自动原位检测。针对葡萄糖、谷氨酸等反应特性，研究基于浓度在线原位检测的底物、中间代谢物、产物智能反馈控制系统，实现快速跟踪浓度最优轨迹，提高生产效率。

多组分在线分析仪嵌入式模块化主控系统

微生物发酵多组分浓度在线反馈控制系统研制的监控仪主机