在發(fā)酵過程中，活細(xì)胞濃度是一個(gè)非常重要的生理參數(shù)。不僅可以計(jì)算出比生長(zhǎng)率、底物消耗率、生物質(zhì)產(chǎn)率、維持系數(shù)等參數(shù)，還能及時(shí)判斷是否存在污染菌等異常情況。目前測(cè)定細(xì)胞濃度的方法主要有化學(xué)法（dna/rna分析）和物理法（干重、光密度、呼吸商等）。一般來說，與物理方法相比，化學(xué)方法可以更準(zhǔn)確地測(cè)量具有代謝活性的生物量，但缺點(diǎn)是耗時(shí)較長(zhǎng)。用物理方法，無法區(qū)分懸浮顆粒和微生物，也無法分別活細(xì)胞和死細(xì)胞。

　　
 

　　活細(xì)胞濃度的測(cè)量在發(fā)酵過程中起著非常重要的作用。通過它，我們可以了解生物反應(yīng)器中細(xì)菌或細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)，以及一些描述細(xì)菌或細(xì)胞生長(zhǎng)或生產(chǎn)能力的間接參數(shù)，如比產(chǎn)率、比底物消耗率、細(xì)胞代謝流平衡。然而，由于活細(xì)胞濃度傳感技術(shù)的困難，傳統(tǒng)的測(cè)量方法仍采用人工取樣進(jìn)行測(cè)量，操作復(fù)雜，滯后時(shí)間長(zhǎng)。特別是在解決介質(zhì)顆粒、微載體、絲狀菌濃度檢測(cè)等問題上存在局限性。

　　

　　活細(xì)胞濃度在線分析儀解決了微生物發(fā)酵和動(dòng)植物培養(yǎng)過程中實(shí)時(shí)在線生物量檢測(cè)的問題。電容式傳感器利用活細(xì)胞的介電特性，實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量活細(xì)胞的生物體積，可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式反應(yīng)器或大型工業(yè)反應(yīng)器。兩對(duì)電極位于傳感器的頂部，一對(duì)用于在培養(yǎng)基中產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在電場(chǎng)范圍內(nèi)，具有完整細(xì)胞膜的細(xì)胞在培養(yǎng)基中會(huì)發(fā)生極化。極化電池可以被認(rèn)為是非常小的電容器。死細(xì)胞或其他顆粒沒有完整的細(xì)胞膜，因此不能形成電容器模型。另一對(duì)電極用于檢測(cè)介質(zhì)中的介電信號(hào)，該信號(hào)與細(xì)胞濃度有關(guān)。

　　

　　細(xì)胞的極化和電場(chǎng)的頻率純粹是功能性的。當(dāng)頻率增加時(shí)，介質(zhì)中細(xì)胞的介電常數(shù)由低頻峰值降低到高頻峰值。這種極化率隨頻率增加而降低的現(xiàn)象稱為β-散射。傳感器采用雙頻測(cè)量模式：培養(yǎng)基的基線在10MHz左右，在臨界頻率區(qū)獲得細(xì)胞的信號(hào)，在曲線拐點(diǎn)處（動(dòng)物細(xì)胞和細(xì)菌在1MHz，酵母是在2MHz），我們獲得信號(hào)線性度。