该论文充分利用半导体、微机械加工技术、电化学、生物化学和膜科学等多学科的新成果,努力开发研制微型酶电极和能实现酶电极在线检测的生化反应检测接口技术,实现生物反应过程多参数的检测和控制.1、利用膜错流过滤技术,选用0.1μm的无机陶瓷膜,设计结构紧凑的原位微量连续取样装置的原型,可以套用Φ25标准传感器接头,同时满足10-1000μl/min的设计取样量,滞后时间小于5分钟;选用聚偏(二)氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)可最大限度地减小取样"滞留效应";便于安装、拆洗、加工方便和互换性好.2、采用FIA技术原理作为设计基础,确定了能适合生物传感器在线检测的稀释器方案和思路,即连续进样、依赖流体位能和静压能提供流体运动动力的连续级联稀释.采用微流控技术,设计制作的三级级联稀释器具有微型化、集成化的特点,以数控机床槽刻技术制成了原型.3、利用普鲁士蓝膜化学修饰电极,通过半导体基片加工和酶固定技术研制氧化酶微型传感器,以提高酶电极的灵敏度、重复性和一致性.实验表明:PB/Pt电极对过氧化氢电化学还原起到了很好的催化作用.4、根据超声波检测原理,设计了在线检测的超声波传感器探头,成一副,分别为超声波发生探头和超声波接受探头,直径Φ10,相对距离为15mm;探头材料为陶瓷压电晶片,固有频率为5.800MHz.超声波传感器直径Φ25,采用标准传感器接口,不锈钢外套耐酸、耐碱.研究了超声波传感器对细胞浓度的检测,实验表明测量范围在10<6>-10<8>个/ml;研究了超声波传感器在啤酒发酵酵母添加系统中的应用,在线测量酵母浓度,实现酵母添加数量的精确测量.5、选择谷氨酸发酵作为在线检测系统热模试验的对象,在30L发酵罐上综合考察系统各个组成部分的稳定性、可靠性和取样、稀释和检测之间的衔接问题,对设计中出现的偏差进行了调整和改进.系统测量时间滞后的存在是与连续取样和级联稀释的操作方式有关系,试验表明系统运行基本正常.