材料的兼容性对生物反应器的性能有重要的影响2022-06-07 08:51:29
按生物反应器的罐体材质,可将其分为金属和非金属。不锈钢材质通常应用于适用于中试及大规模生产的大型生物反应器。非金属材质主要包括硅酸盐玻璃和聚合物。硅硼酸盐玻璃常用于实验室规模的小型生物反应器的罐体的制备。聚二甲基硅氧烷是最常用的聚合物材料,PDMS 易于生产和塑形,与其他聚合物材料、玻璃材质相结合后常用于制备微流控的生物反应器。采用注塑法,能够快速批量生产 PDMS 的结构,对于较为复杂的结构,还需要进一步加工组装。聚氨酯和聚偏二氟乙烯常用于制备中空纤维的膜生物反应器。其他常用的聚合物还包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚醚砜等。材料的兼容性对生物反应器的性能有重要的影响。反应体系和反应器的界面不发生反应,也不会发生溶解。有些反应产物会吸附到材料表面,导致产量降低,培养环境的改变会影响细胞状态。因为微小型反应器比表面积较大,使这一影响更为显著。材料的生物安全性也不容忽视,如果材料直接或间接释放对细胞或微生物有害的物质,会导致细胞生长状态不良,甚至死亡。而某些金属材料释放的痕量金属,会引起细胞内的催化反应。为了方便在外部对容器内的参数进行光学测量,并观察细胞的培养状态,也应关注材料的透光性。
利用搅拌浆旋转以驱动液相流动,从而为液体搅拌提供动力的搅拌式生物反应器,具备优良的通用性,在微生物发酵、动物细胞培养等工业反应器中仍占据最大份额。搅拌式生物反应器具备高传质传热,均匀的流体混合效果,较长的液体停留时间和较大的操作弹性等优点,使得此类反应器具有广泛的操作和调节空间。目前对于搅拌式反应器的研究,主要集中于搅拌器的形式、气泡分布器、供热方式和湍流特性等方面。
出自《生物反应器在生物医药产业中的研究进展》作者王尚君,陈鸿飞。
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