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實驗室常用的生物反應(yīng)器類型有哪些

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實驗室常用的生物反應(yīng)器類型有哪些

發(fā)布日期:2017-11-29 11:57 來源:http://m.danicabello.com 點擊:

  生物反應(yīng)器是指任何提供生物活性環(huán)境的制造或工程設(shè)備,利用酶或生物體所具有的生物功能,在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng),它是一種生物功能模擬機,如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細(xì)胞反應(yīng)器等。

  動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)能否大規(guī)模工業(yè)化、商業(yè)化,關(guān)鍵在于能否設(shè)計出合適的生物反應(yīng)器。由于動物細(xì)胞與微生物細(xì)胞有很大差異,傳統(tǒng)的微生物反應(yīng)器顯然不適用于動物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)。首先必須滿足在低剪切力及良好的混合狀態(tài)下,能夠提供充足的氧以供細(xì)胞生長及細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)物的合成。

  那么實驗室中常用的生物反應(yīng)器類型有哪些呢?根據(jù)反應(yīng)器材質(zhì)可將其分為玻璃罐體反應(yīng)器、不銹鋼反應(yīng)器和一次性反應(yīng)器。

  (1)玻璃罐體反應(yīng)器

  目前國內(nèi)外用于工藝開發(fā)研究的反應(yīng)器大部分以玻璃罐體為主,玻璃罐生物反應(yīng)器具有配置靈活、功能強大、操作簡單、容易升級拓展等特點,是開展動物細(xì)胞培養(yǎng)和微生物發(fā)酵研發(fā)項目的最佳選擇,可用于動物細(xì)胞、大腸桿菌、酵母、真菌、昆蟲細(xì)胞和植物細(xì)胞培養(yǎng)等。

  (2)不銹鋼反應(yīng)器

  迄今為止,F(xiàn)DA 批準(zhǔn)的抗體藥物基本都是在不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)完成生產(chǎn)的。由于早期抗體產(chǎn)量較低,因此生產(chǎn)規(guī)模大都在10 000 L 左右。不銹鋼反應(yīng)器通常涉及 CIP 模塊、SIP 模塊、存儲模塊等,因此管路連接十分復(fù)雜,對操作人員要求較高。一旦出現(xiàn)污染,便需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行排查和滅菌。同時,不銹鋼反應(yīng)器還面臨著高昂的前期設(shè)備投入以及運行成本。

  (3)一次性反應(yīng)器

  近年來,一次性反應(yīng)器憑借其免清潔、免滅菌、操作靈活等優(yōu)勢迅速占領(lǐng)國內(nèi)外市場。Shire 公司商品名為 VPRIV?的酶制劑即采用一次性反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn),并已獲得EMA 批準(zhǔn)上市。與傳統(tǒng)的不銹鋼反應(yīng)器相比,無論是細(xì)胞生長、抗體產(chǎn)量,還是抗體質(zhì)量,采用一次性反應(yīng)器都可以達(dá)到高度相似,同時還可以顯著降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)周期。

  隨著細(xì)胞株構(gòu)建技術(shù)及培養(yǎng)基開發(fā)技術(shù)的迅速發(fā)展,使得細(xì)胞密度和抗體產(chǎn)量大幅度提高,對大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

  一次性反應(yīng)器的迅速崛起,給傳統(tǒng)的不銹鋼反應(yīng)器帶來了巨大沖擊。由于一次性反應(yīng)器在降低大量CIP、SIP 及相關(guān)驗證工作的同時,顯著提高操作靈活性并降低污染風(fēng)險。如果能夠很好地解決溶出物/析出物以及生產(chǎn)規(guī)模問題,未來將有可能取代不銹鋼反應(yīng)器而成為抗體生產(chǎn)的主流反應(yīng)器。另外,由于反應(yīng)器放大的主要依據(jù)仍以經(jīng)驗性放大原則為主,且尚存在一定的爭議,例如葉尖速率作為放大原則的適宜性等。這些因素?zé)o疑增加了未來抗體藥物產(chǎn)業(yè)化的難度和風(fēng)險。

  以上我們介紹了實驗室常用的生物反應(yīng)器類型,以及未來的發(fā)展趨勢。更多詳情,歡迎來電咨詢!


相關(guān)標(biāo)簽:生物反應(yīng)器,發(fā)酵罐