德國 Presens 公司：光學(xué)傳感技術(shù)的創(chuàng)新者

一、發(fā)展歷程溯源

德國 Presens 公司的發(fā)展根基可追溯至 20 世紀(jì) 80 年代。彼時(shí)，相關(guān)研究活動(dòng)已在孕育著公司未來的技術(shù)雛形。1997 年，Presens Precision Sensing 有限公司正式成立，作為德國雷根斯堡大學(xué)的衍生企業(yè)，它成功整合了電子工程和傳感器開發(fā)領(lǐng)域不同研究人員的長期經(jīng)驗(yàn)。公司成立初期，憑借微型傳感器系統(tǒng)打開了生命科學(xué)領(lǐng)域的市場，產(chǎn)品逐步銷往該領(lǐng)域客戶。在成立后的十年里，Presens 憑借持續(xù)的技術(shù)研發(fā)與市場拓展，一躍成為化學(xué)光學(xué)傳感器技術(shù)領(lǐng)域的佼者，在歐洲、美洲和亞洲與合作伙伴攜手，構(gòu)建起全系列服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，不斷將先進(jìn)的傳感器技術(shù)推向全球市場。

二、核心產(chǎn)品概覽

Presens 公司產(chǎn)品線豐富，核心產(chǎn)品聚焦于各類光學(xué)傳感器系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于生物過程控制、生物與環(huán)境研究、食品與飲料行業(yè)以及其他眾多領(lǐng)域。其中，以熒光測氧儀為代表的氧氣檢測產(chǎn)品，在市場上占據(jù)重要地位。如頂空氧分析儀 / 殘氧儀，具備多種檢測模式，可滿足不同場景下對氧氣含量檢測的需求。同時(shí)，針對一次性生物反應(yīng)器開發(fā)的氧氣和 pH 傳感器，以及用于搖瓶過程控制（包括生物量監(jiān)測）的傳感器系統(tǒng)等，均為公司核心產(chǎn)品矩陣的重要組成部分 。

三、產(chǎn)品技術(shù)原理剖析

（一）熒光淬滅檢測原理

以其熒光測氧儀為例，核心技術(shù)基于熒光淬滅原理。氧分子作為一種三價(jià)分子，能夠有效地淬滅熒光和其他特殊發(fā)光體的光，這一現(xiàn)象被稱為 “動(dòng)力熒光淬滅"。在激發(fā)狀態(tài)下，氧分子與熒光團(tuán)碰撞導(dǎo)致非輻射能量轉(zhuǎn)換。具體而言，通過測量光纖探頭端熒光團(tuán)的熒光強(qiáng)度衰減來確定氧含量。當(dāng)傳感器上的熒光物質(zhì)被 LED 燈發(fā)出的光線激活后，若遇到氧分子，熒光物質(zhì)的一部分能量會(huì)以非輻射的方式傳遞出去，相應(yīng)地，熒光信號(hào)就會(huì)衰弱或者淬滅。由于熒光壽命是熒光物質(zhì)的本征參量，不受其濃度變化以及光源光強(qiáng)變化的影響，因此，利用檢測儀測量得到的熒光強(qiáng)度衰減和熒光壽命縮短能夠準(zhǔn)確反映被檢測物中氧的真實(shí)濃度 。這種原理相較于傳統(tǒng)測氧方法，如碘量法和電流測定法，具有更好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，無延遲，精度高，壽命長，特別適合對氣體、液體中甚至是粘性樣品中的氧分壓進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

（二）多參數(shù)測量原理拓展

對于同時(shí)具備 pH、CO?等多參數(shù)測量功能的傳感器產(chǎn)品，同樣基于特定的光學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理。例如，pH 傳感器利用對氫離子敏感的光學(xué)指示劑，當(dāng)環(huán)境中氫離子濃度變化時(shí)，指示劑的光學(xué)特性（如吸收光譜或熒光特性）發(fā)生改變，通過檢測這種光學(xué)變化并結(jié)合校準(zhǔn)曲線，即可精確測量溶液的 pH 值。而 CO?傳感器則基于 CO?與特定化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后引起的光學(xué)性質(zhì)變化來實(shí)現(xiàn)檢測，這些技術(shù)相互融合，使得 Presens 的傳感器產(chǎn)品能夠?yàn)閺?fù)雜的應(yīng)用場景提供全面、準(zhǔn)確的參數(shù)監(jiān)測 。

四、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

（一）生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

1. 細(xì)胞與微生物培養(yǎng)監(jiān)測：在細(xì)胞與微生物培養(yǎng)過程中，精確控制培養(yǎng)環(huán)境中的氧氣、pH 值等參數(shù)至關(guān)重要。Presens 的傳感器可在線實(shí)時(shí)檢測這些參數(shù)，無需中斷培養(yǎng)過程，避免了取樣對培養(yǎng)體系的干擾，且能保證被分析物無損失。例如，在干細(xì)胞培養(yǎng)中，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測氧氣和 pH 水平，為干細(xì)胞的生長和分化提供穩(wěn)定且適宜的微環(huán)境，有助于提高干細(xì)胞培養(yǎng)的成功率和質(zhì)量 。

0. 腫瘤代謝研究：在腫瘤代謝研究方面，如使用 Microx 4 光化學(xué)傳感器檢測系統(tǒng)，能夠快捷、精確地檢測腫瘤組織內(nèi)的氧含量及溫度數(shù)據(jù)。通過對腫瘤組織氧含量的監(jiān)測，有助于深入了解腫瘤細(xì)胞的代謝狀態(tài)，為腫瘤的診斷、治療方案制定以及療效評估提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持 。

（二）食品與飲料行業(yè)

1. 食品保鮮與質(zhì)量控制：在食品包裝過程中，利用 Presens 的頂空氧分析儀檢測包裝內(nèi)的氧氣含量，可有效控制食品的保鮮期。例如，對于對氧氣敏感的食品，如堅(jiān)果、薯片等，精確控制包裝內(nèi)的殘氧水平，能夠防止食品氧化變質(zhì)，延長食品的貨架期，同時(shí)保證食品的口感和營養(yǎng)成分 。

0. 飲料發(fā)酵過程監(jiān)測：在啤酒、葡萄酒等飲料的發(fā)酵過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)的氧氣、CO?和 pH 值等參數(shù)。Presens 的傳感器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵過程的全面監(jiān)控，幫助生產(chǎn)商優(yōu)化發(fā)酵工藝，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，提升產(chǎn)品品質(zhì) 。

（三）環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域

1. 水質(zhì)監(jiān)測：可用于評估各類水體的質(zhì)量，通過檢測水中的溶解氧、pH 值等參數(shù)，判斷水體的污染程度和生態(tài)健康狀況。例如，在河流、湖泊等自然水體監(jiān)測中，實(shí)時(shí)在線的傳感器能夠及時(shí)反饋水質(zhì)變化，為環(huán)境保護(hù)部門采取相應(yīng)措施提供依據(jù)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理水體污染事件 。

0. 大氣污染物檢測輔助：雖然并非直接檢測大氣污染物，但在一些大氣相關(guān)研究中，如研究大氣中某些化學(xué)反應(yīng)對特定環(huán)境下（如密閉空間模擬）的影響時(shí)，Presens 的傳感器可用于精確控制和監(jiān)測模擬環(huán)境中的氧氣、濕度等基礎(chǔ)參數(shù)，為大氣污染物檢測研究提供穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件 。

五、產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）非侵入式與微創(chuàng)檢測能力

部分產(chǎn)品具備非侵入式檢測模式，如通過熒光貼片實(shí)現(xiàn)對樣品的無損檢測，特別適用于長期留樣管理，如藥品的穩(wěn)定性監(jiān)測。同時(shí)，對于一些需要更精準(zhǔn)內(nèi)部參數(shù)檢測的場景，其配備的最小 0.4mm 熒光探針可輕松穿刺包裝進(jìn)行微創(chuàng)檢測，在獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的同時(shí)，大程度減少對樣品的破壞 。

（二）寬檢測范圍與高精度

以頂空氧分析儀為例，檢測范圍涵蓋 0 - 99% 氧氣和 15ppb 以上的溶解氧濃度范圍，且檢測精度高，氧氣檢測精度可達(dá) ±0.1% 或讀數(shù) ±3%（取大值），溶解氧檢測精度為 ±25ppb 或讀數(shù) ±3%（取大值），能夠滿足從極低氧氣含量監(jiān)測到較高濃度氧氣檢測的各種嚴(yán)格需求 。

（三）環(huán)境適應(yīng)性與穩(wěn)定性

產(chǎn)品具有溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償功能，可在不同環(huán)境條件下（溫度范圍如 0°C 到 + 50°C，濕度 0 - 80% 無冷凝等）準(zhǔn)確測量，不受外界環(huán)境因素過多干擾，確保檢測結(jié)果的可靠性。同時(shí)，傳感器免維護(hù)、長期使用，降低了設(shè)備的使用成本和維護(hù)工作量，保證了儀器能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行 。

（四）多功能與集成化

許多產(chǎn)品可同時(shí)檢測多種參數(shù)，如頂空氧及溶解氧含量，甚至結(jié)合 pH、CO?等參數(shù)檢測功能于一體，為用戶提供一站式解決方案，減少了設(shè)備采購成本和系統(tǒng)集成復(fù)雜度，提高了工作效率 。

綜上所述，德國 Presens 公司憑借深厚的技術(shù)積累、持續(xù)的創(chuàng)新能力，在光學(xué)傳感技術(shù)領(lǐng)域不斷深耕，其產(chǎn)品以技術(shù)原理、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和卓的產(chǎn)品特性，在全球眾多行業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，成為追求高精度、高可靠性傳感檢測解決方案的品牌之一。