動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，生物反映器是整個(gè)培養(yǎng)過程的核心設(shè)備，為細(xì)胞提供了一種適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，使之快速增殖并形成所需的生物組織制品。由于動(dòng)物細(xì)胞在其形態(tài)構(gòu)造、培養(yǎng)辦法以及所需的力學(xué)環(huán)境等方面均不同于微生物細(xì)胞，因而傳統(tǒng)的微生物反映器顯然已不合用于動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)，特別是組織工程的需要，促使新型生物反映器的研究與開發(fā)。

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器-分類及構(gòu)造特點(diǎn)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器攪拌式生物反映器

攪拌式反映器靠攪拌槳提供液相攪拌的動(dòng)力，它有較大的操作范疇、良好的混合性和濃度均勻性，因此在生物反映中被廣泛使用。但由于動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，因此對(duì)剪切作用十分敏感，直接的機(jī)械攪拌很容易對(duì)其造成損害，傳統(tǒng)的用于微生物的攪拌反映器用作動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)顯然是不適宜的。因此，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中的攪拌式反映器都是通過改善的，涉及改善供氧方式、攪拌槳的形式及在反映器內(nèi)加裝輔件等。

（1）供氧方式的改善

普通狀況下攪拌式反映器還常伴有鼓泡，為細(xì)胞生長(zhǎng)提供所需氧分。由于動(dòng)物細(xì)胞對(duì)鼓泡的剪胞生長(zhǎng)提供所需氧分。由于動(dòng)物細(xì)胞對(duì)鼓泡的剪切也很敏感，因此人們?cè)诠┭醴绞降母纳粕献隽嗽S多工作。

籠式供氧是攪拌式動(dòng)物細(xì)胞反映器供氧方式的一種，即氣泡用絲網(wǎng)隔開，不與細(xì)胞直接接觸。反映器既能確保混合效果又有盡量小的剪切力，以滿足細(xì)胞生長(zhǎng)的規(guī)定。北野昭一報(bào)道了一種通過改善的攪拌式動(dòng)物細(xì)胞反映器，整體呈梨形，攪拌置于反映器底部，在攪拌軸外裝了一種錐形不銹鋼絲網(wǎng)與攪拌軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。軸心處的鼓泡管在絲網(wǎng)內(nèi)側(cè)鼓泡，絲網(wǎng)外側(cè)的細(xì)胞不與氣泡直接接觸。

（2）攪拌槳的改善

攪拌槳的形式對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響非常大，這方面的改善重要考慮如何減小細(xì)胞所受的剪切力。有人對(duì)攪拌槳的形式作了改善，并在反映器內(nèi)加裝了輔件，實(shí)驗(yàn)證明改善后的反映器合用于對(duì)剪切力敏感的細(xì)胞進(jìn)行高密度培養(yǎng)。反映器采用了一種雙螺旋帶狀攪拌槳，頂部的法蘭蓋上安裝了3塊表面擋板。每塊擋板相對(duì)于徑向的夾角為30°，垂直插入液面。擋板的存在減小了液面上的旋渦。這個(gè)反映器維持了較小的剪切力，實(shí)驗(yàn)中用于昆蟲細(xì)胞的培養(yǎng)，最后的培養(yǎng)密度達(dá)成6×106個(gè)/mL，成活率在98%以上。

2、非攪拌式生物反映器

|攪拌式生物反映器用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)存在的最大缺點(diǎn)是剪切力大，容易損傷細(xì)胞，即使通過多個(gè)改善，這個(gè)問題仍很難避免。相比之下，非攪拌式反映器產(chǎn)生的剪切力較小，在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中體現(xiàn)出了較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

（1）填充床反映器

填充是在反映器中填充一定材質(zhì)的填充物，供細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)。營養(yǎng)液通過循環(huán)灌流的方式提供，并可在循環(huán)過程中不停補(bǔ)充。細(xì)胞生長(zhǎng)所需的氧分也能夠在反映器外通過循環(huán)的營養(yǎng)液攜帶，因而不會(huì)有氣泡傷及細(xì)胞。這類反映器剪切力小，適合細(xì)胞高密度生長(zhǎng)。

（2）中空纖維反映器

中空纖維反映器由于剪切力小而廣泛用于動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)。這類反映器由中空纖維管構(gòu)成，每根中空纖維管的內(nèi)徑約為200μm，壁厚為50～70μm。管壁是多孔膜，O2和CO2等小分子能夠自由透過膜擴(kuò)散，動(dòng)物細(xì)胞貼附在中空纖維管外壁生長(zhǎng)，能夠很方便地獲取氧分。

（3）氣升式生物反映器

氣升式生物反映器(airliftbioreactor)也是實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞高密度培養(yǎng)的慣用設(shè)備之一，其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)樸，操作方便；湍動(dòng)溫和而均勻，剪切力?。粺o機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，細(xì)胞損傷極低；反映器內(nèi)液體循環(huán)量大，細(xì)胞和營養(yǎng)成分能均勻分布于培養(yǎng)器中。有人在氣升式反映器中運(yùn)用微載體培養(yǎng)技術(shù)，研究了Vero細(xì)胞高密度培養(yǎng)的工藝條件。證明氣升式反映器中懸浮微載體培養(yǎng)Vero細(xì)胞，在加入適量保護(hù)劑、營養(yǎng)供應(yīng)充足的狀況下，細(xì)胞能夠正常生長(zhǎng)至長(zhǎng)滿微載體表面，終密度可達(dá)1.13×106個(gè)/mL。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器-產(chǎn)品特點(diǎn)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器(1)、產(chǎn)值不大，作用大

生物反映器產(chǎn)業(yè)本身很難有每年達(dá)數(shù)十億元的產(chǎn)值，但其在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈中卻起著再生產(chǎn)和擴(kuò)大再生產(chǎn)的作用，達(dá)上百億元以上。有時(shí)一種新的生物反映器技術(shù)的應(yīng)用和推廣，就可能增進(jìn)某一生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化形成，提高生產(chǎn)能力，或減少生產(chǎn)成本，可節(jié)省能耗達(dá)數(shù)十億元之巨。(2)、產(chǎn)品多樣性現(xiàn)在用于生產(chǎn)的細(xì)胞和生物材料有微生物、動(dòng)植物細(xì)胞、藻類、多個(gè)酶類等。不同細(xì)胞或酶有不同特點(diǎn)，因而有不同生物反映器設(shè)計(jì)規(guī)定。生物反映器種類有氣升式反映器和機(jī)械攪拌反映器；常規(guī)反映器和光生物反映器；好氧和厭氧反映器；液體深層培養(yǎng)反映器和固體發(fā)酵反映器；根據(jù)不同機(jī)械構(gòu)造劃分的反映器；不同控制原理劃分的反映器等。另外，生物反映的規(guī)模也可由幾十毫升到上百M(fèi)3不等。由此可見，很難規(guī)定幾個(gè)通用產(chǎn)品進(jìn)行大批量生產(chǎn)，大多數(shù)顧客根據(jù)自己的研究或生產(chǎn)特點(diǎn)，提出不同的定貨規(guī)定，反映器研制廠家必需有足夠的技術(shù)力量和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行非定型化設(shè)計(jì)，以滿足顧客規(guī)定。(3)、生物過程優(yōu)化與放大技術(shù)含有先進(jìn)的生物過程優(yōu)化和放大能力是生物反映器設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。由于在生物反映器中所發(fā)生的反映是在分子水平的遺傳特性、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)和反映器工程水平的混和傳遞等多尺度（水平）上發(fā)生的。因此，如何運(yùn)用生物反映器中的多參數(shù)檢測(cè)技術(shù)和在線計(jì)算機(jī)控制與數(shù)據(jù)解決技術(shù)，把細(xì)胞在反映器中多個(gè)表型數(shù)據(jù)與代謝調(diào)控有關(guān)的基因構(gòu)造研究關(guān)聯(lián)起來，是反映器過程優(yōu)化與放大的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)在國內(nèi)外競(jìng)相發(fā)展的含有原創(chuàng)性的知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，對(duì)增進(jìn)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展含有重要意義。由此可見，提供包含以上功效并含有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商品化生物反映器應(yīng)是我國生物反映器產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)之一。(4)、生物技術(shù)發(fā)展規(guī)定性能更高的生物反映器為了適應(yīng)多個(gè)生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的需要，對(duì)生物反映器的性能規(guī)定愈來愈高，現(xiàn)在重要體現(xiàn)為：用于基因工程高密度高體現(xiàn)，符合GMP原則的生物反映器以及某些新技術(shù)的應(yīng)用等。其中有關(guān)供氧問題，快速升溫、SIP自動(dòng)滅菌、CIP自動(dòng)清洗、機(jī)械密封、排氣解決、取樣解決等問題以及培養(yǎng)液成分的流動(dòng)注射分析（FIA）分析等都需較好解決。哺乳類動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)是現(xiàn)在生產(chǎn)高附加值的糖基化活性蛋白醫(yī)藥產(chǎn)品的重要發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，對(duì)剪切極端敏感，在細(xì)胞生長(zhǎng)控制上，要避免細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡，有時(shí)還要考慮對(duì)產(chǎn)品糖基化質(zhì)量的規(guī)定。因此反映器要含有低剪切效應(yīng)，混合性能好等特點(diǎn)，要提供細(xì)胞形態(tài)在線觀察和活細(xì)胞數(shù)量的傳感技術(shù)，嚴(yán)格控制反映器的操作條件以及有關(guān)防污染的灌注系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)等都需要研究解決。用于細(xì)胞過程生理特性和過程傳遞特性研究的生物反映器研制，其中重要解決用于過程分析的多個(gè)傳感器選型研制和數(shù)據(jù)解決軟件包的研制。特別是近年來隨著微生物基因組測(cè)序和系統(tǒng)生物學(xué)研究工作的進(jìn)一步展開，發(fā)酵過程檢測(cè)與控測(cè)已經(jīng)從基于參數(shù)傳感技術(shù)的反饋控制發(fā)展為以信息解決為基礎(chǔ)的生物過程檢測(cè)與分析。多個(gè)譜分析與生物反映器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，提供多個(gè)表型數(shù)據(jù)含有重要意義。因而對(duì)反映器設(shè)計(jì)提出了新的規(guī)定。隨著生物技術(shù)在各領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，用于海洋藻類、微生物肥料、微生態(tài)飼料、環(huán)境污染解決等大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)需要高強(qiáng)度低造價(jià)的生物反映器。特別是近年來運(yùn)用生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇等能源物質(zhì)的戰(zhàn)略布署，需要應(yīng)用大型高效節(jié)能生物反映器減少生產(chǎn)成本。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器(5)、產(chǎn)品型號(hào)更新?lián)Q代與部件技術(shù)研究

生物反映器是多專業(yè)技術(shù)發(fā)展的綜合體，由于反映器零部件技術(shù)的進(jìn)步，必須及時(shí)更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為顧客提供性能更加好且價(jià)格合理的反映器產(chǎn)品。這些零部件技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、多個(gè)傳感技術(shù)、反映器流型設(shè)計(jì)，新機(jī)械構(gòu)造和材料等等。另外，隨著信息解決技術(shù)的發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)大批量數(shù)據(jù)解決、貯存與通信，把生物信息學(xué)與過程信息結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜生物系統(tǒng)的分析與控制，也以軟件包的形式逐步從實(shí)驗(yàn)室研究走向商品化。(6)、產(chǎn)品生產(chǎn)的原則化、規(guī)范化作為商品化妝置的市場(chǎng)化，建立生物反映器生產(chǎn)原則，實(shí)施IS09001管理是發(fā)展生物反映器產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容，只有這樣才干提供合符顧客規(guī)定及質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。重要內(nèi)容有：產(chǎn)品裝置成套加工的工藝技術(shù)路線的擬定與質(zhì)量控制研究。在生物反映器制造過程中，如材料、焊接、表面解決、零部件機(jī)加工、外購件、易耗品…、直到安裝流程工藝、器材倉庫管理…等都要嚴(yán)格實(shí)施質(zhì)量檢查；原材料、半成品、成品原則等確實(shí)立與實(shí)施。如有關(guān)傳感器及某些如空氣過濾器、閥件、質(zhì)量流量計(jì)等核心部件的測(cè)試原則的建立與研究，整機(jī)性能測(cè)試原則的建立與研究；產(chǎn)品質(zhì)量過程控制程序確實(shí)立與實(shí)施等；整機(jī)性能測(cè)試原則的建立與研究。(7)、高品質(zhì)的售后技術(shù)支持由于生物反映器中的反映是在基因、細(xì)胞和反映器工程水平上多尺度發(fā)生的，因而真正運(yùn)用生物反映器實(shí)現(xiàn)過程優(yōu)化是有難度的，從理論到實(shí)踐的提高，并進(jìn)一步在生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮作用，需要有一種過程，應(yīng)當(dāng)把售前宣傳和售后服務(wù)等與整體應(yīng)用技術(shù)提高結(jié)合起來才干獲得好的效果。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器-技術(shù)研發(fā)動(dòng)物細(xì)胞構(gòu)造圖動(dòng)物細(xì)胞（雜交瘤細(xì)胞、CHO細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞等）大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)及其生物反映器工程可廣泛應(yīng)用于抗體、基因重組蛋白質(zhì)藥品、病毒疫苗等生物技術(shù)產(chǎn)品的研究開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)，華東理工大學(xué)生物反映器工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)及其生物反映器工程研究和開發(fā)應(yīng)用方面，長(zhǎng)久以來得到國家重大科技攻關(guān)計(jì)劃、863計(jì)劃等的大力支持，擁有一支精干的研究開發(fā)團(tuán)體和一系列當(dāng)代化設(shè)備儀器，建立了由無血清懸浮培養(yǎng)技術(shù)、培養(yǎng)過程及生物反映器設(shè)計(jì)放大與強(qiáng)化技術(shù)、大規(guī)模高密度流加和持續(xù)灌注培養(yǎng)技術(shù)、培養(yǎng)過程計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)、病毒類產(chǎn)品大規(guī)模高效生產(chǎn)技術(shù)等核心技術(shù)構(gòu)成的大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及其生物反映器工程平臺(tái)。

1、動(dòng)物細(xì)胞無血清懸浮培養(yǎng)技術(shù)研制開發(fā)了多個(gè)適合于雜交瘤細(xì)胞、rCHO細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞大規(guī)模懸浮培養(yǎng)過程的無血清/無蛋白培養(yǎng)基構(gòu)成，成分明確，且細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物體現(xiàn)水平與有血清培養(yǎng)基相稱，成本比國外同類產(chǎn)品減少30%以上，其技術(shù)特點(diǎn)在于不僅能增進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、避免細(xì)胞損傷，并且還能支持細(xì)胞在大規(guī)模生物反映器中實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)，并有助于泡沫控制。2、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程及生物反映器設(shè)計(jì)放大與強(qiáng)化技術(shù)與幾何放大、因次放大等經(jīng)驗(yàn)放大辦法不同的是，本平臺(tái)所擁有的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程及生物反映器放大與強(qiáng)化技術(shù)是根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模高密度培養(yǎng)過程的特點(diǎn)，在氣液傳質(zhì)和流體力學(xué)等理論的指導(dǎo)下，在認(rèn)識(shí)細(xì)胞與流體剪切力、細(xì)胞與氣泡互相作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，其核心是采用機(jī)械攪拌和直接通氣鼓泡強(qiáng)化氣液傳質(zhì)能力和流體混合條件，以使培養(yǎng)過程和生物反映器能支持108cell/ml以上細(xì)胞密度生長(zhǎng)的能力，同時(shí)能有效消除流體剪切和氣泡對(duì)細(xì)胞的損傷與破損作用，實(shí)現(xiàn)放大過程中強(qiáng)化供氧混合與避免細(xì)胞破損的統(tǒng)一，使大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)過程及其生物反映器能夠重復(fù)實(shí)驗(yàn)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)成果，從而為動(dòng)物細(xì)胞體現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)提供廣闊的放大與強(qiáng)化空間。同時(shí)，本平臺(tái)也已含有100升以上規(guī)模高密度動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程及其各類生物反映器系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。3、動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模高密度流加和持續(xù)灌注培養(yǎng)技術(shù)與已往持續(xù)流加和灌注培養(yǎng)技術(shù)不同的是，本平臺(tái)所建立的動(dòng)物細(xì)胞高密度持續(xù)流加和灌注培養(yǎng)技術(shù)的特點(diǎn)是通過調(diào)控細(xì)胞的生理狀態(tài)和代謝網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)優(yōu)化的培養(yǎng)基營養(yǎng)構(gòu)成和流加、灌注技術(shù)，從而提高營養(yǎng)物代謝和能量運(yùn)用率，減少有毒副產(chǎn)物生成，有效解決營養(yǎng)物耗竭和有毒副產(chǎn)物積累的矛盾，這樣可在相似培養(yǎng)基流加或灌注速率的條件下細(xì)胞密度可比現(xiàn)有流加或灌注培養(yǎng)技術(shù)提高四至五倍，上清夜中目的產(chǎn)物濃度可比傳統(tǒng)批式（Batch）培養(yǎng)提高六至十倍以上，生產(chǎn)過程產(chǎn)率和生物反映器生產(chǎn)能力則可同時(shí)提高數(shù)十倍，從而明顯提高細(xì)胞培養(yǎng)過程的經(jīng)濟(jì)性，徹底變化傳統(tǒng)灌注培養(yǎng)方式只提高產(chǎn)量不提高經(jīng)濟(jì)性的缺點(diǎn)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器4、病毒類產(chǎn)品大規(guī)模高效生產(chǎn)技術(shù)

在病毒類產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)過程開發(fā)方面，現(xiàn)已建立起集生物反映器、微載體和動(dòng)物細(xì)胞（Vero、BHK等）大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)為一體的人畜用病毒疫苗工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，和以293細(xì)胞無血清懸浮培養(yǎng)技術(shù)為核心的病毒載體高效生產(chǎn)技術(shù)，不僅為病毒類產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)解決了規(guī)模問題，徹底變化了傳統(tǒng)手工式和經(jīng)驗(yàn)式的滾瓶生產(chǎn)方式，并且通過研究和優(yōu)化細(xì)胞生理狀態(tài)與病毒感染復(fù)制的關(guān)系，明顯提高工業(yè)化生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性。在50L生物反映器中批式培養(yǎng)上述細(xì)胞，其密度可達(dá)3×106cells/mL以上，灌注培養(yǎng)細(xì)胞密度可達(dá)1×107cells/mL以上，病毒滴度比傳統(tǒng)滾瓶工藝提高2至3個(gè)單位（相稱于濃度單位2至3個(gè)數(shù)量級(jí)）?，F(xiàn)在已能結(jié)合具體病毒類產(chǎn)品進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)過程的開發(fā)和優(yōu)化。5、培養(yǎng)過程計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)傳統(tǒng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程及其生物反映器能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制的參數(shù)只有溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、溶解氧濃度（DO）和pH值等物理環(huán)境參數(shù)，而與細(xì)胞生理狀態(tài)和代謝活性有關(guān)的生理生化參數(shù)卻一概不能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，與此不同的是本平臺(tái)所建立的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)，是運(yùn)用OUR（細(xì)胞耗氧速率）與細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、代謝動(dòng)力學(xué)參數(shù)間的關(guān)系，通過計(jì)算機(jī)在線檢測(cè)培養(yǎng)過程中OUR的變化，以監(jiān)測(cè)和控制培養(yǎng)過程中的細(xì)胞密度、細(xì)胞代謝活性、細(xì)胞生長(zhǎng)速率、營養(yǎng)物代謝途徑和目的產(chǎn)物體現(xiàn)等生理生化核心參數(shù)，從而為動(dòng)物細(xì)胞工業(yè)化培養(yǎng)過程的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)和控制奠定了基礎(chǔ)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器-現(xiàn)狀動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器中國生物反映器的研究始終受到國家有關(guān)部門的重視，在國家攻關(guān)“七五”、“八五”期間先后立題，并集中國內(nèi)有關(guān)單位攻關(guān)，解決了在生物反映器研制中的幾個(gè)核心技術(shù)問題，并形成了早期產(chǎn)品。但由于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代國家攻關(guān)計(jì)劃與產(chǎn)品開發(fā)脫節(jié)，再由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)配套基礎(chǔ)差，以及多個(gè)體制和觀念上的問題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，故長(zhǎng)久來未能在我國形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。中國商品化生物反映器的市場(chǎng)相稱大的一部分被幾家國外公司占領(lǐng)。重要有德國B.Braun、美國NBS、瑞士BioEngineering、日本丸菱以及韓國等，占據(jù)了中國市場(chǎng)的70%左右以上。

近年來，國內(nèi)有關(guān)生物反映器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的公司公司已達(dá)十多家，在這些公司的努力下，一改正去基本由國外產(chǎn)品統(tǒng)治國內(nèi)市場(chǎng)的局面，特別在低端產(chǎn)品上已基本由國內(nèi)控制。但是這些公司大都重要從事中低檔產(chǎn)品生產(chǎn)，公司技術(shù)力量以仿制為主，著重于以減少生產(chǎn)成本為目的的零部件替代研究，即使產(chǎn)品的原則有所下降，但也能滿足普通顧客的需要，特別對(duì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)剛起步的或優(yōu)化放大規(guī)定不高的公司或教學(xué)單位，低價(jià)的產(chǎn)品己能夠適應(yīng)他們的規(guī)定。但是對(duì)某些性能規(guī)定高的商品化生物反映器，如SIP自動(dòng)滅菌與CIP清洗的全自動(dòng)生物反映器、生物反映器的自動(dòng)取樣與分析系統(tǒng)等，某些重要器件如耐高溫滅菌的隔閡閥的抗疲勞、抗澎脹性以及器件加工工藝與原則都有差距，特別是某些符合GMP規(guī)定的高端生物技術(shù)產(chǎn)品所需的裝備或成套設(shè)備重要還是由國外公司提供。由于這些國內(nèi)公司缺少生物過程技術(shù)的研究力量以及工藝、工程、裝備一體化的研究體系，因而不能隨著生物技術(shù)發(fā)展有同時(shí)生物反映器的開發(fā)能力，例如對(duì)于大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞生物反映器，至今國內(nèi)還沒有符合規(guī)定的定型產(chǎn)品推出。另外，對(duì)與生物技術(shù)深度結(jié)合的高度自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)室裝置缺少試制能力，因而只能是簡(jiǎn)樸的外型仿制和跟蹤，缺少創(chuàng)新的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。由此可見，面臨著生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何解決提高生產(chǎn)能力為目的的行業(yè)技術(shù)改造，以及加入WTO后和國外高檔產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我們必須大力開發(fā)含有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的性能優(yōu)越的反映器技術(shù)并商品化，以適應(yīng)推動(dòng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展需要。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器-發(fā)展趨勢(shì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反映器1、以代謝流分析為核心的生物反映器

長(zhǎng)久來發(fā)酵過程優(yōu)化與放大所根據(jù)的基本思想和辦法是采用典型動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的最佳工藝控制點(diǎn)為根據(jù)的靜態(tài)操作辦法，實(shí)質(zhì)上這只是化學(xué)工程宏觀動(dòng)力學(xué)概念在發(fā)酵工程上的延伸。例如，用氨水調(diào)節(jié)pH時(shí)，關(guān)心的是最佳pH值，卻不注意氨水加量的動(dòng)態(tài)變化及其與其它參數(shù)的關(guān)系。在溶解氧濃度（DO）測(cè)量與控制時(shí)，關(guān)心的是最佳DO值或臨界值，不注意細(xì)胞代謝時(shí)的耗氧率。顯而易見，用在以活細(xì)胞代謝為主體的發(fā)酵過程就有很大的局限性，應(yīng)當(dāng)重視細(xì)胞代謝流的存在。隨著過程傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國家生化工程技術(shù)研究中心（上海）設(shè)計(jì)了一種用于生物過程多尺度研究的新概念發(fā)酵裝置（已由上海國強(qiáng)生化工程裝備有限公司組織生產(chǎn)，定型為FUS-50L（A）），該裝置以生物反映器中物料流檢測(cè)的觀點(diǎn)，含有十四個(gè)以上在線參數(shù)檢測(cè)或控制，并集中力量開發(fā)了一種適應(yīng)多個(gè)反映器特點(diǎn)，融合多個(gè)過程理論和控制理論，便于發(fā)酵過程工藝分析和優(yōu)化操作的軟件包。在鳥苷發(fā)酵過程中，從反映器測(cè)量參數(shù)上發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞代謝流遷移，由此實(shí)現(xiàn)了過程優(yōu)化[]。該產(chǎn)品先后成功地在青霉素、紅霉素、飼料金霉素、鏈霉素、黃霉素、泰樂霉素、棒酸、鳥苷、肌苷、基因工程白蛋白、基因工程瘧疾疫苗、基因工程植酸酶、胰島素原（PIP）、基因工程必特螺旋霉素等多個(gè)產(chǎn)品上發(fā)酵優(yōu)化應(yīng)用獲得了大幅提高發(fā)酵單位能力，其優(yōu)化成果普通可由幾十升發(fā)酵罐直接放大到上百立方的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)酵罐。2、動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生物反映器研制

由于細(xì)菌等原核細(xì)胞體現(xiàn)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)錄及修飾方面的缺點(diǎn)，許多重要價(jià)值的蛋白質(zhì)，特別是基因工程藥品、疫苗、抗體等糖基化的需要，使哺乳類動(dòng)物細(xì)胞體現(xiàn)系統(tǒng)成了一種更適宜的工具，因此，哺乳類動(dòng)物細(xì)胞體現(xiàn)系統(tǒng)引發(fā)了大家重視。以哺乳動(dòng)物大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的生物制藥產(chǎn)業(yè)在美國等西方國家得到了快速發(fā)展，數(shù)十種產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。國外用于生產(chǎn)的動(dòng)物細(xì)胞生物反映器已趨于大型化（最大到噸級(jí)規(guī)模）、多參數(shù)與高度自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、以及適應(yīng)動(dòng)物細(xì)胞對(duì)大型環(huán)境因子高敏感性的反映器精巧設(shè)計(jì)制造，并形成商品化供應(yīng)顧客。中國自“七五”至“八五”攻關(guān)期間立題開展有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞生物反映器研究，獲得了較大進(jìn)展，但哺乳類細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)規(guī)定高，技術(shù)壁壘大，有關(guān)公司在未能掌握核心技術(shù)的狀況下，單憑模擬很難開展工作。抗體等其它細(xì)胞體現(xiàn)產(chǎn)品，裝藥量大，中國科研單位已經(jīng)掌握的早期生物藥開發(fā)技術(shù)很難應(yīng)用到新型藥品生產(chǎn)工藝上，需要重新探索；由于細(xì)胞株等上游配套技術(shù)的落后、反映器研制技術(shù)的差距、以及有關(guān)缺少生化工程的研究等因素，因而缺少必要的條件去掌握高體現(xiàn)細(xì)胞株構(gòu)建和大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，難以突破技術(shù)瓶頸，中國有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞生物反映器產(chǎn)業(yè)仍近乎空白。3、帶pH測(cè)量與補(bǔ)料控制的搖床──搖床應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)三十年代搖床問世以來，搖床就作為生物反映過程中必備的一種專用設(shè)備，用于微生物、動(dòng)植物細(xì)胞菌種篩選、種子擴(kuò)大培養(yǎng)等。由于搖床設(shè)備的特點(diǎn)，不能實(shí)時(shí)測(cè)量培養(yǎng)過程中的有關(guān)參數(shù)以及過程補(bǔ)料控制，因此長(zhǎng)久以來始終以搖床的放瓶成果作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)用來作為諸如菌種生理特性變化、培養(yǎng)基成分的作用以及溫度、pH等環(huán)境條件變化等研究的根據(jù)時(shí),事實(shí)上是一種缺少過程研究的靜態(tài)分析辦法。這種辦法的局限性是很顯然的，例如以這種辦法作為菌種選育后技術(shù)時(shí)，傳統(tǒng)搖瓶篩選辦法往往缺少補(bǔ)料或供氧局限性，并不一定處在代謝流分派最合理的狀態(tài)，由此將出現(xiàn)嚴(yán)重的高產(chǎn)菌株漏篩現(xiàn)象。因此，國內(nèi)外有關(guān)公司己注意開發(fā)帶pH測(cè)量的搖床，并形成產(chǎn)品。4、生物反映器中試系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)量大的傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)品，為了對(duì)已經(jīng)通過前期研究（實(shí)驗(yàn)室研究和市場(chǎng)分析）的產(chǎn)品進(jìn)行過程優(yōu)化研究，在中試規(guī)模上達(dá)成高生產(chǎn)水平或質(zhì)量，并進(jìn)而為車間生產(chǎn)提供工藝放大根據(jù)和設(shè)備設(shè)計(jì)根據(jù)，必要時(shí)還可進(jìn)行小批量生產(chǎn)，提供應(yīng)用實(shí)驗(yàn)樣品、或供市場(chǎng)銷售的部分產(chǎn)品。為此，近年來許多有關(guān)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)的公司迫切需要建立一種多功效的中試發(fā)酵車間。5、大型生物反映器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究幾十年來隨著發(fā)酵工業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)酵工程趨向設(shè)備大型化、高效和自動(dòng)化。以傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)品來說，某些氨基酸、抗生素或發(fā)酵輕化工產(chǎn)品都在幾十到幾百M(fèi)3以上發(fā)展，某些原來是小規(guī)模發(fā)酵罐的老廠搬遷新廠區(qū)，發(fā)酵罐的規(guī)模也普遍規(guī)定放大?；蚬こ坍a(chǎn)品普通附加值高，不需要大型生物反映器，但近年來隨著基因工程酶生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，如基因工程植酸酶的研究成功，又由于飼料添加劑的需求量大，用于基因工程高密度高體現(xiàn)的大型生物反映器研制已勢(shì)在必行。特別是此后隨著礦物質(zhì)能源的耗竭，運(yùn)用生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇等已提到重要戰(zhàn)略議事日程，高效節(jié)能的大型發(fā)酵裝置的應(yīng)用是減少生產(chǎn)成本的不可缺少的核心技術(shù)，如美國、巴西等國家已達(dá)M3以上發(fā)酵裝置。情感語錄1.愛情適宜就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2.時(shí)間會(huì)把最對(duì)的的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自己3.女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚闡明你很無用4.總有一天，你會(huì)遇上那個(gè)人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感動(dòng)是我覺得人去樓空的時(shí)候你仍然在6.我莫名其妙的地笑了，原來只由于想到了你7.會(huì)離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8.其實(shí)你不懂得，如果能夠，我樂意把整顆心都刻滿你的名字9.女人誰不樂意青春永駐，但我樂意用來換一種疼我的你10.我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛一種人，內(nèi)心酸澀，反而會(huì)說不出話來12.生命中有某些人與我們擦肩了，