生物过程优化和放大是当今生物工程技术的研究重点,微型生物反应器具有多参数平行在线监测和高通量分析功能,在生物反应器领域中已经成为一个十分重要的发展方向,检测和控制是微型生物反应器实现工艺优化的重要手段。本文主要对微型生物反应平台的物理参数(温度)和化学参数(pH、溶氧和乙醇)的检测和控制系统进行研究与设计,并通过两种方案对光纤氧传感膜进行了实验制备和性能分析。生化过程中的pH控制存在非线性、时变性以及时滞性的特点,传统的控制方法受到很大的局限。因此,本文引入智能控制算法,设计了遗传算法优化的模糊自适应PID控制系统,仿真结果表明该方案具有良好的动态特性、稳定性以及抗干扰性。然后通过混合编程开发了上位机控制软件,验证实验表明该控制方案具有可行性和有效性,并且实际效果相对出色。溶氧会对微生物的酶活性和代谢途径产生直接影响,导致最终产物产量发生变化。针对生化过程溶氧控制的特点,设计了溶氧变区域专家控制方案,综合控制效果得到明显提升,然后设计了溶氧测控软件。采用复合模糊控制方案对温度进行控制,可以很好地消除稳态过程中的静态误差。光纤传感器的研发是微型生物反应器设计的重点和难点之一,本文通过溶胶凝胶法和多孔光纤法对光纤氧传感膜进行了制备,并分别做了电镜谱图和能谱图分析。结果表明,多孔光纤法传感膜具有较好的稳定性,对荧光分子起到了很好的包埋作用,足比较理想的方案。乙醇浓度是生化过程的重要参数之一，然而目前实验操作人员大多采用离线检测的方式,因此,开发乙醇浓度实时在线检测系统是生化过程中很关键的技术之一。本论文设计了乙醇在线检测平台,并能动态链接数据库,该系统在试验中取得了良好的效果,并成功应用于工厂的发酵生产中。