葡萄糖是发酵过程菌体生长和产物合成的主要碳源,发酵过程不同阶段对葡萄糖浓度的需求是不同的,浓度过高过低都会影响产物的质量和产率。由于发酵过程运行前需要对发酵罐、管路、阀门等进行高温蒸汽灭菌,使得目前普遍使用的“酶膜”方式葡萄糖生物传感器因酶膜活性因素不能在线使用,故目前葡萄糖浓度测量主要采用离线方式,导致了葡萄糖流加不能实时在线控制,进而难以精确控制发酵液葡萄糖浓度。　　为了解决发酵过程中葡萄糖浓度难以在线测量的问题,提出了“酶液”方式葡萄糖生物传感器结构,设计并实现了酶注射式葡萄糖生物传感器,以及透析取样系统,最终建立了酶注射式葡萄糖生物传感在线分析系统(以下检测为系统)。所取得主要研究成果如下:　　(1)设计并实现了酶注射式葡萄糖生物传感器　　针对发酵过程中现有“酶膜”方式葡萄糖生物传感器因酶膜活性因素不能在线使用,提出了“酶液”方式葡萄糖生物传感器结构,设计、加工并集成了酶注射式葡萄糖生物传感器,其主要由自行设计的三电极装置和液体定量注射装置等构成。其中,液体定量注射装置提高了酶液定量注射的精度,进而提高了传感器的精度。通过传感器的响应特性实验和时间稳定性实验,结果表明所设计的传感器各项指标能够满足发酵过程葡萄糖浓度在线测量的要求。　　(2)设计并实现了透析取样系统　　为了实现在线取样,设计、加工并集成了透析取样系统,其主要由自行设计的透析取样探头和液体定量注射装置等组成。透析取样系统减少了葡萄糖在线测量中对待测液的消耗,其与酶注射式葡萄糖生物传感器的结合,实现了分析系统的“在线测量”特色。　　(3)设计并实现了分析系统的软硬件系统　　针对分析系统,为了实现数据采集、与上位机间通信、三电极恒电位控制、传感器微弱信号调理、泵阀等执行器件控制以及系统供电等,设计并实现了基于DSP的下位机软件系统与硬件系统,硬件系统主要包括DSP数据采集电路、三电极检测电路、执行器件驱动控制电路和电源电路等。软硬件系统为分析系统提供了软硬件结构。　　(4)建立了酶注射式葡萄糖生物传感在线分析系统　　基于自行设计并实现的酶注射式葡萄糖生物传感器、液体定量注射装置、透析取样系统、硬件系统以及下位机软件系统等,建立了具有完全自主知识产权的、新型的、用于发酵过程葡萄糖浓度在线测量的葡萄糖浓度在线测量系统-酶注射式葡萄糖生物传感在线分析系统。通过对比实验和在线测量实验,结果表明分析系统实现了葡萄糖浓度的在线测量,并具有较好的准确性。其为发酵工艺研究、发酵机理研究和发酵过程控制算法研究等提供了快速有效的数据获取方法。