Исследование микроферментерных биореакторов

Биотехнология и науки о жизни являются одной из важных движущих сил новой научно-технической революции в XXI веке. Новое поколение промышленной биотехнологии, в основе которой лежит технология микробной ферментации, играет все более важную роль, и поэтому крупномасштабный скрининг высокопродуктивных штаммов включен в число ключевых направлений исследований.

Технология тензометрического скрининга в последние годы развивается в направлении высокой производительности, автоматизации и миниатюризации, среди которых важнейшим трендом является миниатюризация реакторов. Микроферментеры-биореакторы могут компенсировать недостатки культуры во встряхиваемых колбах, а исследователи в стране и за рубежом активизируют разработку микроферментеров. биореакторы. В последние годы были разработаны новые технологии мониторинга и новые биореакторы для систем микрокультуры.

Биореактор-микроферментатор относится к небольшим биореакторам объемом менее нескольких сотен миллилитров и миниатюрным биореакторам объемом менее 100 мл. Биореакторы-микроферментеры часто могут одновременно проводить несколько или даже десятки параллельных процессов культивирования, поэтому они обладают определенными характеристиками высокой производительности.

Bailun 1L высокопроизводительный безводный микроферментатор-биореактор с контролем

В настоящее время биореактор микроферментера эффективно применяется для идентификации характеристик штаммов в процессе скрининга штаммов, быстрой оптимизации сред и процессов культивирования микробных и животных клеток и стал одним из важных направлений развития биореакторов.

Система биореактора микроферментатора — это новый тип биохимической экспериментальной платформы, которая может изучать и контролировать биологические реакции в микрореакторе. Эта система сочетает в себе преимущества микрофлюидики, микроэлектронных устройств и биотехнологии и выполняет функции традиционных биореакторов в микродиапазоне.

Биореакторные системы микроферментеров обычно состоят из микрофлюидных чипов, микронасосов, систем контроля и регулирования температуры. Микрофлюидный чип является основным компонентом, который состоит из микроканалов и микроклапанов и используется для регулирования потока и смешивания микроорганизмов и субстратов в реакторе. Микронасос отвечает за обеспечение перекачки жидкости и контроль скорости потока, система контроля температуры используется для поддержания постоянной температуры внутри реактора, а система управления используется для контроля и регулирования хода реакции в режиме реального времени.

Система биореактора микроферментатора имеет много преимуществ. Во-первых, благодаря небольшому размеру реактора можно сократить время реакции и расход субстрата, а также повысить эффективность реакции. Во-вторых, микрофлюидный чип может обеспечить точный контроль параметров реакции, таких как температура, значение pH и концентрация субстрата, что делает результаты экспериментов более точными и надежными. Кроме того, из-за небольшого размера реактора на одной экспериментальной платформе можно запускать параллельно несколько реакторов для проведения высокопроизводительных экспериментов и ускорения прогресса научных исследований.

Микроферментарные биореакторные системы имеют широкие перспективы применения в области биомедицины, биофармацевтики, защиты окружающей среды и пищевой промышленности. Благодаря применению микрореакторных систем исследователи могут более глубоко изучать физиологические характеристики микроорганизмов, ускорять разработку новых лекарств, повышать эффективность процессов биологического производства, а также разрабатывать новые методы лечения и методы мониторинга окружающей среды.

Биореакторные системы микроферментеров обычно состоят из следующих основных компонентов:

Микрофлюидный чип: Микрофлюидный чип является основным компонентом системы биореактора микроферментатора. Он состоит из сети каналов микронного уровня и микроклапанов. Регулируя открытие и закрытие микроклапана, можно контролировать поток и перемешивание жидкости в микроканале для достижения точного контроля условий реакции. Микрофлюидные чипы обычно изготавливаются из материалов на основе стекла, полимеров или кремния.

Микронасос: Микронасос – это устройство, обеспечивающее перекачивание жидкости. Микронасосы обычно работают под давлением или электрические для достижения точного контроля жидкости. Он может доставлять субстраты, культуральные среды, реагенты и т. д. в микрофлюидный чип для контроля скорости потока и степени смешивания жидкости в реакторе.

Система контроля температуры: Система контроля температуры используется для поддержания постоянной температуры внутри реактора. Температуру реактора можно точно контролировать с помощью нагревательных элементов и датчиков. Температура очень важна для роста и метаболизма микроорганизмов, поэтому стабильность системы контроля температуры имеет решающее значение для точности экспериментальных результатов.

Система контроля: Система управления обычно состоит из аппаратного и программного обеспечения, которое используется для мониторинга и регулировки работы системы биореактора микроферментатора в режиме реального времени. Он может контролировать такие параметры, как температура, скорость потока, давление и автоматически регулироваться в соответствии с заданными условиями реакции. Система управления также может записывать данные во время эксперимента и выполнять анализ и обработку данных.

В дополнение к вышеупомянутым основным компонентам система биореактора микроферментатора может также включать дополнительные компоненты, такие как датчики, приборы обнаружения и устройства хранения данных. Датчики могут контролировать такие показатели, как биологическая активность, концентрация субстрата и образование продуктов в реакторе. Приборы обнаружения используются для анализа и измерения качества и качества процесса реакции. Устройства хранения данных используются для сохранения экспериментальных данных и результатов.

Система биореактора микроферментера обеспечивает точный контроль процесса микробной реакции и эффективные эксперименты благодаря сочетанию микрофлюидных чипов и соответствующего оборудования. Система биореактора микроферментера имеет широкий потенциал применения в науках о жизни, разработке лекарств и промышленном производстве.

Стеклянный биореактор с двойной механической мешалкой Bailun 1L

Микроферментарные биореакторные системы имеют следующие преимущества:

Небольшой размер: биореакторные системы микроферментеров имеют небольшие размеры, обычно в диапазоне от микрона до миллиметра. По сравнению с традиционными биореакторами микрореакторы меньше по размеру, что экономит лабораторное пространство, а на относительно небольшом оборудовании можно одновременно запускать несколько реакторов. Эта конструкция небольшого размера также позволяет уменьшить количество используемых образцов и реагентов, что снижает затраты на эксперименты.

Высокая скорость реакции: из-за небольшого размера и небольшого реакционного объема микрореакторов реагенты могут быстрее смешиваться и диффундировать в канале, что ускоряет скорость реакции за счет повышения эффективности реакции. Таким образом, биореакторные системы микроферментеров могут сократить время реакции, ускорить прогресс эксперимента и повысить эффективность эксперимента.

Низкий расход образцов и реагентов. Реакторы в биореакторных системах микроферментаторов имеют небольшой размер, и соответственно уменьшается количество необходимых образцов и реагентов. Это не только экономит дорогостоящие образцы и реагенты, но также помогает сэкономить дефицитные биологические образцы и ценные реагенты в исследованиях.

Точный контроль параметров: микрофлюидные чипы играют ключевую роль в биореакторных системах микроферментеров. Благодаря управлению микроканалами и микроклапанами можно достичь точного контроля таких параметров, как поток реагента, температура, давление и смешивание. Такой точный контроль может сделать экспериментальные результаты более точными и надежными, а также предоставляет больше возможностей для оптимизации условий биологических реакций.

Эксперименты с высокой производительностью: система биореактора микроферментера может реализовать параллельную работу нескольких реакторов, что называется экспериментами с высокой производительностью. На одной и той же экспериментальной платформе можно одновременно тестировать несколько экспериментальных условий, что значительно повышает эффективность работы и результативность экспериментов научных исследователей. Эксперименты с высокой производительностью имеют важное прикладное значение в таких исследованиях, как скрининг лекарств и анализ экспрессии генов.

Интегрируемость и автоматизация: систему биореактора микроферментера можно интегрировать с другим оборудованием и инструментами для достижения автоматизированной работы. Благодаря подключению и координации с системой контроля температуры, системой обработки жидкостей, приборами обнаружения и т. д. можно добиться полностью автоматического управления процессом реакции и обработки данных, чтобы улучшить повторяемость и стабильность эксперимента.

Система биореактора микроферментера имеет такие преимущества, как небольшой размер, высокая скорость реакции, низкий расход образцов и реагентов, точный контроль параметров, высокопроизводительные эксперименты и автоматизация. Эти преимущества делают его важным инструментом, широко используемым в биоинженерии, науках о жизни, исследованиях, разработках и производстве лекарств.

Стеклянный биореактор с магнитной мешалкой Bailun 1L

Биореакторные системы микроферментаторов широко используются во многих областях. Вот некоторые важные области применения:

Скрининг и разработка лекарств. Биореакторные системы с микроферментерами широко используются при скрининге и разработке лекарств. Культивируя клетки в микрофлюидных чипах, можно оценить токсичность и эффективность лекарств. Небольшой размер и высокая производительность биореакторов-микроферментеров позволяют одновременно тестировать несколько образцов лекарств, что значительно ускоряет скорость скрининга лекарств. Кроме того, биореакторы микроферментеров могут также моделировать метаболизм лекарств и их действие в организме, обеспечивая более точную оценку эффекта лекарств и оптимизацию дозировки.

Биофармацевтика: системы биореакторов с микроферментерами могут играть важную роль в биофармацевтических процессах. Путем культивирования клеточных фабрик в микрофлюидных чипах можно добиться эффективного производства и очистки биофармацевтических препаратов. Возможности точного контроля температуры и жидкости в биореакторах микроферментеров могут оптимизировать условия биологических реакций, повысить эффективность производства и качество продукции, а также снизить производственные затраты.

Микробиологические исследования: Системы биореакторов с микроферментерами широко используются в микробных исследованиях. Физиологические характеристики и метаболические пути микроорганизмов можно моделировать и анализировать на микрофлюидных чипах, чтобы выявить основные биологические процессы микроорганизмов. Исследователи могут изучать механизмы реакции и адаптации микроорганизмов к различным условиям окружающей среды, точно контролируя воздействие различных факторов (таких как температура, pH, концентрация кислорода и т. д.). Эти исследования могут помочь глубже понять экологию, метаболические пути и механизмы эволюции микроорганизмов.

Мониторинг окружающей среды: системы биореакторов с микроферментерами можно использовать для мониторинга окружающей среды и обнаружения загрязняющих веществ. С помощью микрожидкостных чипов можно культивировать определенные штаммы микробов для обнаружения токсичных веществ, тяжелых металлов и загрязнителей в окружающей среде. Чувствительность и быстрая скорость реакции микрореакторов на микробную активность делают их эффективным, точным и оперативным средством мониторинга окружающей среды.

Биологические исследования: системы биореакторов с микроферментаторами также широко используются в биологических исследованиях. Исследователи могут использовать биореакторы микроферментеров для изучения биологических процессов, таких как передача сигналов клетками, экспрессия генов, синтез белка и метаболические пути. Точно контролируя условия реакции, можно лучше понять биомолекулярные взаимодействия, функции клеток и механизмы развития заболеваний.

Применение систем биореакторов с микроферментерами охватывает широкий спектр областей, таких как скрининг лекарств, биофармацевтика, микробные исследования, мониторинг окружающей среды и исследования в области медико-биологических наук. Его высокая производительность, точный контроль и быстрое реагирование предоставляют исследователям эффективную, надежную и инновационную экспериментальную платформу.

О Баилуне

Компания Bailun имеет большой опыт производства различных типов реакторов и сосудов под давлением. В компании работает команда экспертов в области биореакторов, процессов ферментации, механического производства и автоматического управления. Уровень научных исследований и технологий всегда находится на передовом отечественном и мировом уровне, обеспечивая вам комфортное, гарантированное и безопасное использование продукта.

Связаться с нами:

Добавить: 6848# Liuxiang Rd., Цзядин, Шанхай, Китай

Контактное лицо: Мэдди

Электронная почта: [email protected]

Телефон:+86-134-7276-8163 (WhatsApp)

Сайт: https://fermentorchina.com/.