在细胞培养和发酵过程中，溶解二氧化碳（CO₂）浓度是影响细胞生长、代谢及产物质量的关键参数。与传统依赖pH值间接推算或离线取样分析不同，溶解CO₂传感器实现了对该指标的原位、实时、连续监测，为工艺控制提供了全新视角。
在线监测的核心价值在于精准把控细胞状态。CO₂不仅是代谢产物，其浓度高低通过单独或偶联pH、碳酸氢盐的作用，直接影响细胞的生长、代谢乃至蛋白产量和质量。研究表明，哺乳动物细胞培养中溶解CO₂的理想分压通常在5%至30%之间（按气体分压折算），一旦偏离，便可能引发有害代谢、生长抑制或糖基化模式改变。通过在线传感器获取即时数据，操作者可迅速调整通气策略，有报告指出精准的CO₂控制可使细胞生长率提升达30%。
当前成熟技术以Severinghaus原理传感器为代表，如梅特勒托利多InPro5000i。其核心是一个通过气体渗透膜与电解液腔室同培养液隔离的增强型pH电极：CO₂透过膜扩散至腔内，改变电解液pH，电极测得该变化并换算为CO₂浓度。这类传感器响应快速、信号稳定，且不受培养基中葡萄糖、乳酸等代谢物浓度的影响，可耐受反复灭菌，满足制药卫生要求。
技术发展的前沿正朝着更安全、更智能的方向迈进。一方面，非接触式监测技术通过透膜或流通池进行测量，消除了传感器与培养基的直接接触风险，特别契合对无菌要求的细胞治疗产品生产。另一方面，配备智能诊断的传感器能预测电极寿命并记录灭菌次数，助力合规与预防性维护。总的来说，溶解CO₂在线传感器的应用，正将细胞培养从依赖经验的黑箱操作，推向基于实时数据的精准控制时代。
