Биореактор с мешалкой является одним из наиболее распространенных биореакторов с подвесными культурами клеток. Он удерживает клетки в культуре во взвешенном состоянии за счет механического перемешивания и обеспечивает достаточное количество кислорода и питательных веществ для роста клеток.
300L-биореактор животных клеток-BLBIO-300SCUC
Конструкция биореактора с мешалкой относительно проста и удобна в эксплуатации и обслуживании. Однако сила сдвига и воздействие пузырьков, вызванное перемешиванием клеток, могут оказывать неблагоприятное воздействие на рост клеток и выход продукта. Следовательно, в биореакторе с мешалкой необходимо контролировать скорость перемешивания и поступление газа, чтобы сбалансировать перемешивание культуры и процесс газожидкостного массообмена.
По сравнению с биореакторами с мешалкой эрлифтные биореакторы имеют лучшие характеристики в процессе массопереноса газ-жидкость. Эрлифтные биореакторы обеспечивают газожидкостный массоперенос за счет восходящего движения пузырьков, при этом площадь контакта между пузырьками и жидкой фазой значительно увеличивается.
Кроме того, поток жидкости, создаваемый восходящим движением газа в эрлифтном биореакторе, также помогает перемешивать взвешенные клетки и уменьшать различия в локальной жидкой среде. Таким образом, эрлифтный биореактор может обеспечить лучшее снабжение кислородом и питательными веществами, одновременно снижая силу сдвига, воздействующую на суспендированные клетки. Однако конструкция эрлифтного биореактора относительно сложна, а эксплуатация и обслуживание сложны, требуют специальных газовых устройств и систем управления.
В последние годы применение биореакторов одноразового использования постепенно расширяется, превращаясь в новый биореактор с подвесными культурами клеток. Благодаря своей относительно простой конструкции и эксплуатации биореакторы одноразового использования сокращают объем работ по очистке и дезинфекции реактора, могут снизить риск перекрестного заражения и сэкономить производственные затраты.
Bailun Биореакторы для культивирования клеток млекопитающих емкостью 300 л BLBIO-300SCUC
Биореакторы одноразового использования также обладают хорошей масштабируемостью и удобны для массового производства. Однако биореакторы одноразового использования могут иметь некоторые проблемы с массопереносом и контролем газа и жидкости, такие как неравномерная подача кислорода и питательных веществ, а также трудности с регулировкой pH и температуры. Следовательно, при использовании биореакторов одноразового использования необходимо вносить улучшения и оптимизации в соответствии с конкретными обстоятельствами.
Чтобы лучше удовлетворить потребности биореакторов с подвесными культурами клеток, исследователи постоянно исследуют и разрабатывают на практике различные новые конструкции реакторов. Например, биореакторы для культивирования клеток с гибкими стенками могут обеспечить лучшую изоляцию жидкой среды и силу сдвига на клетках за счет изменения материала стенок и структуры культуральной камеры.
Мембранный биореактор для культивирования клеток с подвеской разделяет жидкую фазу и газовую фазу через опору мембраны, уменьшая воздействие и силу сдвига пузырьков на клетки. Эти новые конструкции реакторов открывают новые идеи и направления для разработки биореакторов с подвесными культурами клеток.
Таким образом, биореакторы с подвесными культурами клеток занимают важное место в области биоинженерии, и разные типы реакторов различаются условиями культивирования, методами работы и конструкцией конструкции, каждый из которых имеет свои преимущества. Благодаря постоянному развитию науки и техники продолжают появляться различные новые конструкции реакторов, предоставляющие больше возможностей для разработки биореакторов с подвесными культурами клеток. Наши исследования и применение биореакторов с взвешенными клеточными культурами будут продолжать углубляться, помогая дальнейшему развитию биофармацевтических препаратов и биопроцессов.
Bailun Реакторы для культивирования клеток млекопитающих Одностенный стеклянный биореактор
Биореактор с мешалкой представляет собой обычный биореактор с взвешенными клеточными культурами, который широко используется в биофармацевтических препаратах, биотопливе и других биопроцессах. Он удерживает клетки в культуре во взвешенном состоянии за счет механического перемешивания и обеспечивает достаточное количество кислорода и питательных веществ для роста клеток. Базовая конструкция биореактора с мешалкой включает в себя корпус резервуара, перемешивающее устройство, устройство впуска воздуха, устройство контроля уровня жидкости, устройство контроля температуры и т. д.
Корпус биореактора с мешалкой обычно изготавливается из нержавеющей стали, которая обладает высокой коррозионной стойкостью и химической стабильностью. Перемешивающее устройство биореактора с мешалкой обычно состоит из двигателя и мешалки, а интенсивность и скорость перемешивания можно контролировать, регулируя скорость.
Устройство впуска воздуха биореактора с мешалкой используется для введения газа, обычно воздуха или чистого кислорода, в культуральную среду для обеспечения кислорода для роста клеток. Устройство контроля уровня жидкости биореактора с мешалкой используется для мониторинга и контроля уровня жидкости в культуральной среде для поддержания соответствующего объема и степени смешивания культуральной среды. Устройство контроля температуры биореактора с мешалкой используется для поддержания температуры культуральной среды в соответствующем диапазоне.
В биореакторе с мешалкой состояние суспензии клеток обычно достигается за счет турбулентного потока, создаваемого перемешивающим устройством. Форма и скорость перемешивания мешалки оказывают важное влияние на суспензию клеток и эффект перемешивания жидкости. Вообще говоря, в процессе суспендирования клеточной культуры для поддержания суспензионного состояния клеток необходима умеренная интенсивность перемешивания, однако слишком высокая скорость перемешивания может вызвать чрезмерную силу сдвига на клетках, что отрицательно скажется на целостности и биологической активности клеток.
Поэтому при использовании биореактора с мешалкой необходимо определить подходящую скорость перемешивания в соответствии с конкретным типом клеток и условиями культивирования.
Биореактор для культуры клеток 20L Биореактор для культуры клеток млекопитающих BLBIO-20GJC
Поставка газа также очень важна для роста клеток и синтеза продуктов. Кислород является необходимым субстратом для клеточного дыхания и обмена веществ, а углекислый газ — одним из продуктов. Поэтому биореакторы с мешалкой обычно оборудуются соответствующими системами подачи газа для подачи соответствующего кислорода в культуральную среду и контроля содержания углекислого газа. Контроль скорости подачи газа и скорости потока очень важен для поддержания газового баланса и массообмена культуральной среды.
Помимо подачи кислорода и питательных веществ, значение pH и температура жидкости также являются важными параметрами, которые необходимо контролировать в культуре клеток. Биореакторы с мешалкой могут быть оснащены соответствующими устройствами pH и контроля температуры для поддержания стабильности культуральной среды. Контроль pH обычно достигается добавлением кислоты или щелочи, а контроль температуры может быть достигнут путем охлаждения или нагревания.
В суспензионной культуре клеток биореакторы с мешалкой имеют следующие преимущества и недостатки:
Преимущества Биореактор с мешалкой :
Равномерное смешивание: биореактор с мешалкой равномерно смешивает клетки, культуральную среду и газ в культуральной среде через перемешивающее устройство, так что клетки могут полностью контактировать с питательными веществами и кислородом в культуральной среде, стимулировать рост клеток и выработку метаболитов.
Регулируемые условия реакции: регулируя скорость перемешивания, температуру, значение pH и другие параметры, можно контролировать условия реакции в процессе культивирования клеток, чтобы удовлетворить потребности роста и экспрессии различных клеток.
Простота в эксплуатации и управлении: Биореактор с мешалкой прост по конструкции и удобен в эксплуатации. Он может отслеживать и регулировать различные параметры культуральной среды, такие как температура, значение pH и растворенный кислород, в режиме реального времени, чтобы обеспечить стабильность и управляемость процесса культивирования.
Подходит для крупномасштабного производства: биореактор с мешалкой может выполнять крупномасштабную суспензионную культуру клеток, что подходит для промышленного производства и может повысить эффективность производства и производительность.
Недостатки Биореактор с мешалкой :
Неравномерный массообмен газ-жидкость. Перемешивание в биореакторе с мешалкой вызовет сдвиговую силу и образование пузырьков в жидкости, что может привести к неравномерному массопереносу кислорода, что приводит к недостаточному снабжению кислородом некоторых клеток, что влияет на рост клеток и качество продукта.
Трудности в работе с жидкостями высокой вязкости. При использовании культуральных жидкостей высокой вязкости в биореакторах с мешалкой могут возникнуть проблемы, связанные с затрудненным перемешиванием и высоким потреблением энергии.
Избегайте разрушения клеток: для некоторых более хрупких клеток сила перемешивания в биореакторе с мешалкой может вызвать разрушение или повреждение клеток, тем самым влияя на рост и урожайность клеток.
Биореакторы с мешалкой также в основном используются для культивирования суспендированных клеток. Ниже приведены некоторые основные сценарии применения:
Рост клеток. Биореакторы с мешалкой часто используются на стадии роста клеток в процессе культивирования клеток. С помощью системы перемешивания и вентиляции к клеткам можно подавать достаточное количество питательных веществ и кислорода, а клетки можно хранить в суспензии, чтобы способствовать росту и размножению клеток.
Экспрессия белка. При экспрессии белка биореакторы с мешалкой можно использовать в культурах клеток и процессах экспрессии белка. Регулируя такие параметры, как скорость перемешивания, температуру и питательные вещества, можно оптимизировать рост клеток и уровни экспрессии белка.
Производство вакцин. В процессе производства вакцин широко используются биореакторы с мешалкой. Путем оптимизации перемешивания и условий культивирования можно улучшить выход и качество вакцин, а также обеспечить стабильность активных ингредиентов вакцин.
Производство антибиотиков. В процессе производства антибиотиков используются биореакторы с мешалкой для выращивания и ферментации микроорганизмов. Перемешивая и контролируя температуру реакции, значение pH и другие условия, можно увеличить скорость роста микробных штаммов и выход антибиотиков.
Производство косметической продукции: Биореакторы с мешалкой используются для смешивания и проведения реакций при производстве косметической продукции. Перемешивая и контролируя условия реакции, можно добиться полного смешивания сырья и улучшения качества продукта.
Применение биореакторов с мешалкой в суспензионной культуре клеток может обеспечить клеткам хорошую среду для роста и оптимизированные условия реакции для повышения эффективности производства и качества продукции.