生物反應(yīng)器（bioreactor）經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：細(xì)菌基因工程、細(xì)胞基因工程、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的出現(xiàn)之所以受到人們極大的關(guān)注，是因?yàn)樗朔饲皟烧叩娜毕?，即?xì)菌基因工程產(chǎn)物往往不具備生物活性，必須經(jīng)過(guò)糖基化、羥基化等一系列修飾加工后才能成為有效的藥物，而細(xì)胞基因工程又因?yàn)椴溉閯?dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件要求相當(dāng)苛刻、成本太高而限制了規(guī)模生產(chǎn)。另外，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器還具有產(chǎn)品質(zhì)量高、容易提純的特點(diǎn)。一般把目的片段在或組織中表達(dá)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物叫做動(dòng)物生物反應(yīng)器。幾乎任何有生命的組織或其中一部分都可以經(jīng)過(guò)人為馴化為生物反應(yīng)器。從生產(chǎn)的角度考慮，生物反應(yīng)器選擇的組織要方便產(chǎn)物的獲得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此發(fā)展了動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器、動(dòng)物血液生物反應(yīng)器和動(dòng)物膀胱生物反應(yīng)器等。其中，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的研究較為引人注目。生物反應(yīng)器與一般化學(xué)過(guò)程的反應(yīng)器相比，其基本原理和結(jié)構(gòu)應(yīng)是相近的。天津立式生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)
生物反應(yīng)器的工藝技術(shù)，在生物反應(yīng)器接種后，使用三種主要類型的生物反應(yīng)器工藝：分批、連續(xù)和分批補(bǔ)料。分批生物反應(yīng)器工藝包括用培養(yǎng)基和接種物填充生物反應(yīng)器，并在不添加營(yíng)養(yǎng)物或培養(yǎng)基的情況下運(yùn)行生物反應(yīng)器，直到完成生長(zhǎng)曲線。連續(xù)生物反應(yīng)器工藝不斷地將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和培養(yǎng)基送入生物反應(yīng)器，同時(shí)也不斷地從生物反應(yīng)器中收集材料。由于材料不斷被收獲，這些過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致收獲材料的數(shù)量更大和生物反應(yīng)器的活動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)。缺點(diǎn)是，較長(zhǎng)的生物反應(yīng)器活動(dòng)很大程度上增加了污染的機(jī)會(huì)。分批補(bǔ)料生物反應(yīng)器工藝是較為常用的生物反應(yīng)器工藝。這個(gè)過(guò)程從較低的起始體積開(kāi)始，并按照設(shè)定的時(shí)間表及時(shí)補(bǔ)加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和培養(yǎng)基，使得產(chǎn)品可以持續(xù)收獲。該過(guò)程完成后，再將收獲材料以進(jìn)行下游加工。山東倉(cāng)筒式生物反應(yīng)器廠家植物反應(yīng)器：擬南芥等，適合表達(dá)一些真核的基因和某些原核基因。
生物反應(yīng)器的分類：按照生物反應(yīng)過(guò)程來(lái)分，發(fā)酵過(guò)程用的反應(yīng)器稱為發(fā)酵罐：發(fā)酵罐若根據(jù)其使用對(duì)象區(qū)分，可有：嫌氣發(fā)酵罐、好氣發(fā)酵罐、污水生物處理裝置等。其中嫌氣發(fā)酵罐簡(jiǎn)單，生產(chǎn)中不必導(dǎo)入空氣，只為立式或臥式的筒形容器，可借發(fā)酵中產(chǎn)生的二氧化碳攪拌液體。這種發(fā)酵罐根據(jù)其特點(diǎn)叫做機(jī)械攪拌罐，有人也叫它常規(guī)發(fā)酵罐。是目前使用多的一種，適用性好，適應(yīng)性強(qiáng)，從小型到中型、到大型的細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程都可以使用，放大容易。其特點(diǎn)是罐內(nèi)的機(jī)械攪拌剪切力容易損傷嬌嫩的細(xì)胞，造成某些細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程減產(chǎn)。
生物反應(yīng)器的其它分類：①批式培養(yǎng)：指的是營(yíng)養(yǎng)物和菌種一次加入進(jìn)行培養(yǎng)，直到結(jié)束放出，中間除了空氣進(jìn)入和尾氣排出，與外界沒(méi)有物料交換。批式反應(yīng)可以用各種反應(yīng)器，其中以機(jī)械攪拌式和氣升式用的多。②連續(xù)培養(yǎng)：連續(xù)培養(yǎng)是不斷地往反應(yīng)器中加入營(yíng)養(yǎng)物，利用罐中的菌體增殖得到產(chǎn)物，并不斷采出。實(shí)際進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)有兩類反應(yīng)器（攪拌罐式反應(yīng)器和管式物料連續(xù)地以體積流量流入反應(yīng)器，并以同樣流量流出去。反應(yīng)器內(nèi)有很好的混合，即各點(diǎn)濃度一樣。連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器-恒化器，恒化器的操作特點(diǎn)是其流出物流的濃度與反應(yīng)器內(nèi)相同，而且加入的物流，一進(jìn)入反應(yīng)器立即與反應(yīng)器內(nèi)物料均勻混合。玻璃罐生物反應(yīng)器具有配置靈活、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、容易升級(jí)拓展等特點(diǎn)。
微生物反應(yīng)器主要用于菌種批量生產(chǎn)、微生物轉(zhuǎn)基因工程等微生物實(shí)驗(yàn)小試培養(yǎng)或規(guī)模化生產(chǎn)培養(yǎng)，微生物反應(yīng)器很多適用于生物發(fā)酵工程，所以也習(xí)慣性地稱為發(fā)酵罐。微生物發(fā)酵系統(tǒng)由于有具有模塊化設(shè)計(jì)、節(jié)約空間、占地面積小等特點(diǎn)也常被普遍應(yīng)用于桿菌、球菌、絲狀菌、酵母菌的培養(yǎng)。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的有酵母菌發(fā)酵罐、乳酸菌發(fā)酵罐、青霉素發(fā)酵罐、雙歧桿菌發(fā)酵罐等。全自動(dòng)控制的不銹鋼微生物發(fā)酵系統(tǒng)可以更地控制罐內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)，優(yōu)于傳統(tǒng)意義上的固體發(fā)酵罐。除此之外，動(dòng)物生物反應(yīng)器、乳腺生物反應(yīng)器等在食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也有著較為重要的意義。平行多聯(lián)生物反應(yīng)器是指利用酶或生物體所具有的特殊功能。天津立式生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)
微生物反應(yīng)器主要用于菌種批量生產(chǎn)、微生物轉(zhuǎn)基因工程等微生物實(shí)驗(yàn)小試培養(yǎng)或規(guī)?；a(chǎn)培養(yǎng)。天津立式生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)
微型生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)成即用型。平臺(tái)裝有一套工藝控制系統(tǒng)，包括泵和氣體模塊?？刂破鞣螱AMP4指南要求，可保證關(guān)鍵的細(xì)胞培養(yǎng)參數(shù)(例如pH值、DO和溫度)控制的可靠性、準(zhǔn)確性和記錄完整性。如果終端用戶希望系統(tǒng)能與其自己的工藝控制器配套使用，則在供貨時(shí)系統(tǒng)可采用開(kāi)放式的架構(gòu)配置。每個(gè)反應(yīng)器的工作體積為1mL。除為每一個(gè)微型反應(yīng)器配備單獨(dú)的的非接觸式在線DO、pH值傳感器外，還安裝了由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌控制,可以提供1000r/min的轉(zhuǎn)速。這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是每個(gè)微型反應(yīng)器可以滅菌、允許放在凈化臺(tái)上操作、各個(gè)反應(yīng)器可以控制不同的轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)在E.coli發(fā)酵中表現(xiàn)出很好的DO、pH值、OD的重現(xiàn)性和控制DO的可能性。Ge等報(bào)道12個(gè)微型發(fā)酵罐組成的MBR系統(tǒng)．微反應(yīng)器的直徑是30mm，高度為78mm，工作體積大約為30mL每個(gè)反應(yīng)器底部同樣配備了一次性光學(xué)傳感器，以SP20/0骨髓瘤/鼠雜交瘤細(xì)胞系為試驗(yàn)對(duì)象．通過(guò)轉(zhuǎn)錄分析表明光傳感系統(tǒng)不影響細(xì)胞生理特性。天津立式生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)
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