攪拌式生物反應器在生物技術過程中有著悠久的傳統(tǒng),尤其是在生物制藥行業(yè)。生物反應器的應用領域 包括植物細胞培養(yǎng)、動物細胞培養(yǎng)和人類細胞培養(yǎng) 、藻類培養(yǎng)等各個方面。 也會用于 生物燃料、共聚物和其他生物產(chǎn)品的微生物(包括酵母)生產(chǎn),使用非無菌開放式發(fā)酵過程一般采用分批或補料分批工藝。 基于哺乳動物細胞的產(chǎn)品通常涉及持續(xù)數(shù)天或數(shù)周的補料分批或灌注過程,生產(chǎn)成本 較高,因此,遵守良好生產(chǎn)規(guī)范 (GMP) 和不含污染物至關重要。
生物體(示例) |
易受污染 |
批 |
分批補料 |
連續(xù)/灌注 |
細菌(大腸桿菌) |
?? 至 + |
小時 [A, B] |
小時-天 [C, D] |
周-月 [E,F,G] |
酵母(釀酒酵母) |
?? 至 + |
小時-天 [H,I] |
小時-天 [J,K] |
日-月 [J,L] |
藻類(C. zofingiensis) |
?? 至 + |
天-周 [M,N] |
周 [O,P] |
周 [M,O] |
植物 ( N. tabacum ) |
o 到 + |
周 [Q, R] |
周 [S] |
周 [Q,T] |
昆蟲(SF -9) |
+ |
天 [U, V] |
天-周 [V,W] |
周 [V, X] |
哺乳動物 (CHO) |
++ |
天-周 [Y,Z] |
周 [AA,AB] |
周-月 [AA,AC] |
干細胞 |
++ |
天-周 [AD] |
周 [AD,AE] |
天-周 [AF,AG] |
上表為:不同細胞系的易受污染性(從低 ?? 到高 ++ ),以及不同工藝模式的典型持續(xù)時間
隨著生物反應器技術的不斷革新,為了減少污染和節(jié)約生產(chǎn)成本,許多生物制藥中開始使用一次性生物反應器系統(tǒng),這些生物反應器系統(tǒng),比可重復使用的系統(tǒng)相比具有安全、靈活、體積小、成本低和環(huán)保等優(yōu)勢。目前,一次性生物反應器目前在哺乳動物細胞培養(yǎng)方面有較多的應用,而微生物培養(yǎng)、微載體培養(yǎng)多數(shù)依然使用攪拌式生物反應器。那么攪拌式生物反應器有些主要部件構成的呢?攪拌式生物反應器選購時需要注意些什么呢?
攪拌式生物反應器及其主要部件
傳統(tǒng)的攪拌式生物反應器由罐體、主機控制系統(tǒng)、攪拌槳、進氣口和底部排水管等組成。容器通常是圓柱形的,材質(zhì)為硅硼玻璃或不銹鋼材質(zhì)。 攪拌式生物反應器底部或蓋子是扁平的或半球形的,常見的類型是碟形底部。與平面形式相比,這提供了更高的耐壓性,在底部和容器壁之間的連接處避免邊緣和死區(qū)有助于清潔并對流體流動模式產(chǎn)生積極影響。
攪拌式生物反應器的一個重要特征是高度與直徑 (H/D) 之比,它因應用而異。例如,在化學工業(yè)中,1:1 的比例是典型的,而在實驗室和中試規(guī)模的細胞培養(yǎng)生物反應器中,徑高比以2:1 的比例為宜。對于微生物培養(yǎng)系統(tǒng),擇多數(shù)選用徑高比為3:1 微生物反應器,這種徑高比供應氣體時(例如空氣或氧氣)的停留時間更長,并且由于更大的表面積與體積比而導致更好的溫度控制。然而,隨著生物反應器尺寸的增加,H/D 比率為 5:1 和高達 6:1 的生物反應器也逐漸出現(xiàn)。攪拌式生物反應器通常配備補料裝置、取樣口、攪拌槳、溫度傳感器、溫度控制系統(tǒng)、氣體控制系統(tǒng)、底部排水系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、管道系統(tǒng)等。
選擇攪拌式生物反應器需要了解以下幾點:
1. 攪拌槳系統(tǒng):
攪拌式生物反應器的重要的元素之一是攪拌系統(tǒng),攪拌槳多是由幾個葉輪的攪拌軸和控制系統(tǒng)組成,一般通過頂部或底部的密封孔插入容器,電機和控制系統(tǒng)多數(shù)位于生物反應器外部。
攪拌槳的類型可以分為固定床式攪拌槳、推進式攪拌槳、提升式攪拌槳、犁式攪拌槳等。攪拌槳驅(qū)動方式主要有:機械驅(qū)動、伺服電機驅(qū)動、磁力驅(qū)動等,每種攪拌槳類型不同,其細胞剪切力大小液不相同,需要根據(jù)自己的主要細胞類型和生產(chǎn)方向來選擇合適的攪拌槳類型,或者咨詢項管部技術人員進行了解。
通常在微生物培養(yǎng)中以高速和高產(chǎn)氣率的攪拌槳為主,這樣可以確保適當?shù)幕旌稀⒏哐鯕廨斎牒土己玫臒峤粨Q。而在動物細胞培養(yǎng)過程,需要考慮的是低速、低剪切力和低通氣率和避免沉淀。楚怡系列的攪拌式生物反應器采用PID控制系統(tǒng)精確控制攪拌速度,密切配合PH控制、加熱控制、DO控制系統(tǒng),采用頂攪拌或底攪拌方式有效保證反應器罐內(nèi)個參數(shù)的均勻一致。
2.控制系統(tǒng)及滅菌方式
就生物反應器而言,實現(xiàn)自動化控制較為重要,因為罐內(nèi)任何一個參數(shù)發(fā)生輕微的變化都講直接影響到微生物或細胞的生長環(huán)境的改變,從而影響生產(chǎn)質(zhì)量甚至生產(chǎn)失敗。所以良好精準的控制系統(tǒng)也是生物反應器選購的關鍵。楚怡生物反應器采用梅特勒/漢密爾頓的精密傳感器可以實時測定罐內(nèi)的流量、PH、DO值并且與氧氣、氮氣、空氣、轉(zhuǎn)速、堿等控制系統(tǒng)進行級聯(lián)控制,自動化實時更新監(jiān)測數(shù)據(jù),以維持罐內(nèi)的參數(shù)穩(wěn)定可靠。
不銹鋼生物反應器采用雙機械密封,具有較強的密封性能有效防止污染,還配備在線滅菌系統(tǒng)可實現(xiàn)在位滅菌,有效保證生產(chǎn)品質(zhì)。廣泛應用于細胞懸浮培養(yǎng)、微載體培養(yǎng)等多種場景真正 實現(xiàn)了一罐多用,較大程度底節(jié)約了生產(chǎn)成本。
我們除了提供固定型號攪拌式生物反應器規(guī)格外,還可以根據(jù)客戶要求定制不同級別、規(guī)格的生物反應器主要用于微生物培養(yǎng)、種子制備、浮細胞培養(yǎng)、貼壁細胞培養(yǎng)、微載體培養(yǎng)等,實現(xiàn)了廠商直供,一罐多用,滿足不同的用戶需求。蘇州阿爾法生物還同時提供免費的安裝服務、免費技術支持、免費操作指導等服務。如需了解更多生物實驗器材和實驗室儀器設備相關信息,請 0512-62956104 或 18934597460 進行咨詢。
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