在微生物科学取得巨大研究进展的今天,无论是生物制药还是工业发酵等领域都离不开对相应细胞的培养过程。而在细胞的培养过程中,细胞活性的鉴定和活细胞浓度信息是人们对生物过程进行分析和调节控制的关键所在。如何在细胞培养过程中,在避免细胞培养环境被污染的情况下及时了解并记录细胞的生长情况,已经成为了国内相关研究人员亟待解决的问题。本文以实现对活细胞浓度进行实时、准确、在线测量作为研究方向,通过比较现有多种细胞浓度测量方法的优缺点,设计了一种基于电容法的活细胞浓度探测系统。通过将一定交变电场频率下的活细胞看作为一个个电容器,建立了溶液环境下的电路等效模型。针对溶液环境下微小电容难以测量的问题,本文采用类分压法的方式,利用阻抗相等的原理,计算出溶液中的等效电容和等效电阻关系式,并采取双相锁相放大的方法来对相位角进行测量并得到分压电阻的电压,将其带入计算得到溶液中的等效电容、电阻值。测量系统以STM32F4为核心控制处理器,通过相应的电路设计以及软件逻辑控制将最终测量得到的数据上传至上位机,在上位机界面将测量结果图形化直观显示出来。通过简洁友好的上位机界面,对测量模式进行设置来控制整个系统的工作。设计完成后,搭建系统测试平台,通过实际的测量对系统进行验证。先用标准的电容和电阻来检验系统的准确度和稳定性,通过实验证明该系统能够在一定范围内实现对电容电阻的高精度测量,最后对澄清的酵母细胞水溶液分别进行扫频和单频测试,并对测量数据进行分析,结果表明,该测量系统对活细胞的浓度有着很强的灵敏度和相关性。