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常見(jiàn)的生物反應(yīng)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景的不同,可以分為多種類型。以下是一些常見(jiàn)的生物反應(yīng)器類型及其特點(diǎn):
1.攪拌式生物反應(yīng)器(Stirred-Tank Bioreactor,STR)
攪拌式生物反應(yīng)器是最常見(jiàn)的一種,其核心部件是一個(gè)帶有機(jī)械攪拌裝置的罐體。通過(guò)攪拌槳的旋轉(zhuǎn),使培養(yǎng)液混合均勻,提高溶氧效率,適用于微生物、動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)成熟、操作穩(wěn)定,廣泛用于抗生素、酶制劑和疫苗的生產(chǎn)。
2.氣升式生物反應(yīng)器(Airlift Bioreactor)
氣升式生物反應(yīng)器利用氣體(通常是空氣或氧氣)的上升和下降流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液體混合與氣體交換,沒(méi)有機(jī)械攪拌裝置。因此,它對(duì)細(xì)胞的剪切力較小,適合對(duì)剪切力敏感的細(xì)胞(如動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞)的培養(yǎng)。常見(jiàn)于單克隆抗體、重組蛋白等生物制藥領(lǐng)域。
3.填充床生物反應(yīng)器(Packed-Bed Bioreactor)
填充床生物反應(yīng)器內(nèi)填充有固體載體(如陶瓷、聚合物或玻璃珠),細(xì)胞附著在載體表面生長(zhǎng),培養(yǎng)液流經(jīng)床層進(jìn)行物質(zhì)交換。這種反應(yīng)器適用于固定化細(xì)胞或酶催化反應(yīng),常用于廢水處理、酶法生產(chǎn)等。
4.波浪式生物反應(yīng)器(Wave Bioreactor)
波浪式生物反應(yīng)器是一種一次性使用的柔性袋式反應(yīng)器,通過(guò)平臺(tái)的搖擺運(yùn)動(dòng)使培養(yǎng)液產(chǎn)生波浪式流動(dòng),實(shí)現(xiàn)混合與氣體交換。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清潔方便,廣泛用于細(xì)胞治療、疫苗研發(fā)等小規(guī)模或中試培養(yǎng)。
5.膜式生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,MBR)
膜式生物反應(yīng)器結(jié)合了生物反應(yīng)與膜分離技術(shù),通過(guò)微濾或超濾膜實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與產(chǎn)物的在線分離,提高產(chǎn)物純度和收率。主要用于污水處理、重組蛋白生產(chǎn)等。
總結(jié)
不同類型的生物反應(yīng)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、操作方式及應(yīng)用需求,在生物制藥、食品工業(yè)、環(huán)境工程等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。選擇合適的生物反應(yīng)器類型,是提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化工藝流程的關(guān)鍵一步。
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