沃邁（上海）機(jī)電有限公司
會(huì)員1.png)
沃邁（上海）機(jī)電有限公司
閱讀：80發(fā)布時(shí)間：2024-7-29
生物反應(yīng)器是指任何提供生物活性環(huán)境的制造或工程設(shè)備，利用酶或生物體所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，它是一種生物功能模擬機(jī)，如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細(xì)胞反應(yīng)器等。
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)能否大規(guī)模工業(yè)化、商業(yè)化，關(guān)鍵在于能否設(shè)計(jì)出合適的生物反應(yīng)器。由于動(dòng)物細(xì)胞與微生物細(xì)胞有很大差異，傳統(tǒng)的微生物反應(yīng)器顯然不適用于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)。首先必須滿足在低剪切力及良好的混合狀態(tài)下，能夠提供充足的氧以供細(xì)胞生長(zhǎng)及細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)物的合成。
那么實(shí)驗(yàn)室中常用的生物反應(yīng)器類型有哪些呢?根據(jù)反應(yīng)器材質(zhì)可將其分為一次性反應(yīng)器和玻璃罐體反應(yīng)器、不銹鋼反應(yīng)器材質(zhì)這類多次重復(fù)使用反應(yīng)器。
搖床、搖桿和攪拌罐型生物反應(yīng)器，每種技術(shù)都可以使用一次性或可重復(fù)使用的生物反應(yīng)器，主要區(qū)別在于它們對(duì)培養(yǎng)物充氣和混合的方法，將生物反應(yīng)器環(huán)境中將氧氣轉(zhuǎn)移到正在生長(zhǎng)的細(xì)胞中。
攪拌式生物反應(yīng)器
醫(yī)藥工業(yè)中大規(guī)模的微生物發(fā)酵過程 — 生產(chǎn)是在機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器中進(jìn)行的。且迄今為止，對(duì)新的生物過程，的生物反應(yīng)器仍然是機(jī)械攪拌式反應(yīng)器。機(jī)械攪拌式反應(yīng)器能適用于大多數(shù)生物過程，是形成標(biāo)準(zhǔn)化的通用產(chǎn)品。機(jī)械攪拌式反應(yīng)器大多數(shù)用于間歇反應(yīng)。
生物反應(yīng)器可以是一次性的或不銹鋼的，一次性反應(yīng)器的容量大約 15 毫升到 2000 升不等，可重復(fù)使用的生物反應(yīng)器可能高達(dá) 50,000 升。
攪拌操作過程是化工、石油化工、醫(yī)藥、食品工業(yè)中常見的操作之一。其目的是使兩種或兩種以上的介質(zhì)能達(dá)到直接接觸，從而在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成所需要的混合、傳質(zhì)、傳熱或反應(yīng)過程。攪拌的過程基本作用是混合，無(wú)論是攪拌機(jī)理，還是具體的攪拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和攪拌功率計(jì)算都與參與攪拌過程的介質(zhì)性質(zhì)有密切的關(guān)系。因此，工程設(shè)計(jì)中，攪拌類型可基本分為均相液液調(diào)和、非均相液液分散、氣液分散和混合以及固液懸浮攪拌四大類。
優(yōu)點(diǎn)
攪拌式生物反應(yīng)器通常用于研發(fā)到制造規(guī)模的生物過程。這些已知的混合原理使得攪拌式生物反應(yīng)器中的氣體傳輸非常有效。它們?cè)诟鞣N操作條件下非常靈活，它們可用于在低剪切力下培養(yǎng)敏感的哺乳動(dòng)物細(xì)胞或培養(yǎng)某些需要溫度和高壓的真菌。
缺點(diǎn)
1.攪拌式生物反應(yīng)器用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)存在的缺點(diǎn)是剪切力大，容易損傷細(xì)胞，雖然經(jīng)過各種改進(jìn)，這個(gè)問題仍很難避免。
2.雖然噴射允許通過更大體積的氧輸入，但它不如通過頂部空間的氧氣傳輸效率高。
3.葉輪容易將泡沫引入生物反應(yīng)器，必須消泡處理。
4.不銹鋼生物反應(yīng)器中的葉輪和噴霧器必須清潔以防污染。
波浪式生物反應(yīng)器
波浪式生物反應(yīng)器也相當(dāng)普遍。它們通常是大型塑料一次性袋子，平放在輕輕搖擺的平臺(tái)上（<100 rpm）。這些生物反應(yīng)器通過頂部空間將氧氣輸送到細(xì)胞培養(yǎng)物中，并使用搖桿平臺(tái)混合。
波浪式生物反應(yīng)器常用于實(shí)驗(yàn)室。由于它們雖占地面積大但效率高，它們可用于小批量生產(chǎn)或輔助大型的攪拌式生物反應(yīng)器。
優(yōu)點(diǎn)
大型扁平二維波浪式生物反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)高效的氧氣傳輸，比攪拌罐生物反應(yīng)器更溫和，因?yàn)樗鼈儫o(wú)需葉輪即可對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行充分充氣。最后，由于波浪式生物反應(yīng)器不使用噴射器或葉輪，并且通常是一次性使用，因此它們易于清潔并且?guī)缀鯖]有交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。
缺點(diǎn)
大型、扁平的波浪式生物反應(yīng)器范圍通常只有5到100L，其大小受通過頂部空間的氧氣傳輸速率的限制。
搖床生物反應(yīng)器
搖床（又稱振蕩器），是一種在化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室中常用的用于攪拌溶液的裝置。一個(gè)典型的搖床有一個(gè)可以由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平振動(dòng)面板。待攪拌的液體裝在燒杯、廣口瓶或錐形瓶中，然后將容器放置在面板上。有些情況中，溶液可以裝在離心管中，然后放在托架上，再使用搖床進(jìn)行攪拌。
優(yōu)點(diǎn)
搖床屬于生化儀器，廣泛用于對(duì)溫度和振蕩頻率有較高要求的細(xì)菌培養(yǎng)、發(fā)酵、雜交、生物化學(xué)反應(yīng)以及酶和組織研究等。實(shí)驗(yàn)室常用的液體搖勻，微生物、細(xì)菌和細(xì)胞培養(yǎng)。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將細(xì)胞培養(yǎng)液向上移動(dòng)到生物反應(yīng)器的側(cè)面，導(dǎo)致非常薄的流體層粘附在容器的側(cè)面。這可以實(shí)現(xiàn)極大化的氧氣傳輸，而無(wú)需占用大量空間。傳質(zhì)依賴于通過頂部空間的氣流。
這種混合方法可以減輕剪切力，使其非常適合哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。
缺點(diǎn)
1.難以記錄設(shè)備運(yùn)行中各時(shí)點(diǎn)參數(shù)生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)過程難以追溯。
2.需要反復(fù)，步移或階梯振蕩培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，由于傳統(tǒng)搖床的局限，很多富有創(chuàng)造性的技術(shù)線性只能忍痛割愛。
3.無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行低溫培養(yǎng)運(yùn)行，設(shè)備或積霜或化霜。
4.制冷狀態(tài)手動(dòng)設(shè)置，一旦環(huán)境溫度變化，工作室溫度迅即大幅偏移并進(jìn)入超溫報(bào)警狀態(tài)。
我應(yīng)該使用什么類型的生物反應(yīng)器？
事實(shí)證明，攪拌式生物反應(yīng)器有較大的操作范圍,混合程度高，適應(yīng)性廣，在大規(guī)模生產(chǎn)中廣泛使用，但不適用動(dòng)物細(xì)胞培育。而波浪式生物反應(yīng)器是的能提供良好混合和通氣效果，污染風(fēng)險(xiǎn)低、操作靈活，但在擴(kuò)大規(guī)模期間，占地面積是個(gè)很大問題。搖床生物反應(yīng)器是一種較新的技術(shù)，但具有高效率和高產(chǎn)量潛力。
不管何種技術(shù)的生物反應(yīng)過程中所需氣體或液體的快速又精準(zhǔn)調(diào)控，才能生物物質(zhì)平穩(wěn)在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下生長(zhǎng)。
Alicat提供了不止快人一步的質(zhì)量流量測(cè)控技術(shù)，200:1寬量程比、5ms響應(yīng)速度、內(nèi)置98種氣體，可對(duì)不同氣體進(jìn)行精準(zhǔn)、快速、可靠的流量測(cè)量和控制。
生物反應(yīng)過程中，Alicat MFC系列質(zhì)量流量控制器，配合多種反應(yīng)過程所需傳感器，實(shí)現(xiàn)無(wú)需人工干涉的快速、精準(zhǔn)的自動(dòng)調(diào)整生物反應(yīng)過程中所需的實(shí)時(shí)氣體配比，以對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?/p>
CODA 科里奧利流量計(jì)和控制器即使在計(jì)量混合物的流體成分發(fā)生變化時(shí)，也能準(zhǔn)確測(cè)量和控制流量?？评飱W利技術(shù)更是高壓、低流量的理想選擇，還提供密度讀數(shù)。CODA 系列儀表的流量范圍在 0.08 g/h 到 100 kg/h 之間，可提供多種型號(hào)，可根據(jù)您的各種應(yīng)用進(jìn)行定制。
即刻聯(lián)系 Alicat ，了解更多關(guān)于層流差壓式和科里奧利儀表如何幫助醫(yī)藥行業(yè)的計(jì)量過程。
艾里卡特阿里巴巴商城，請(qǐng)點(diǎn)擊這里。
產(chǎn)品類別：氣體和液體質(zhì)量流量計(jì)、質(zhì)量流量控制器、壓力控制器、壓力傳感器。
更多產(chǎn)品信息和資訊，歡迎瀏覽知識(shí)庫(kù)、行業(yè)應(yīng)用和新聞博客。
如需查看或下載產(chǎn)品說明書，請(qǐng)點(diǎn)擊Alicat文件中心。
儀表網(wǎng) 設(shè)計(jì)制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請(qǐng)輸入賬號(hào)
請(qǐng)輸入密碼
請(qǐng)輸驗(yàn)證碼