Знание Как в биореакторах поддерживаются оптимальные условия для роста клеток?Достижение высоких урожаев в биопроцессинге
Аватар автора

Техническая команда · Kintek Solution

Обновлено 4 месяца назад

Как в биореакторах поддерживаются оптимальные условия для роста клеток?Достижение высоких урожаев в биопроцессинге

Биореакторы играют важную роль в биопроцессинге и предназначены для поддержания оптимальных условий для роста клеток, образования продуктов и метаболической активности.Эти условия включают в себя точный контроль температуры, pH, растворенного кислорода (DO), перемешивания и подачи питательных веществ.Температура обычно поддерживается на уровне 37°C для клеток млекопитающих, а pH - на уровне 7,0-7,4.Уровень растворенного кислорода тщательно регулируется, чтобы клетки получали достаточное количество кислорода для дыхания, часто поддерживается на уровне 20-50% от насыщения воздуха.Мешалка обеспечивает надлежащее перемешивание и перенос кислорода, а подача питательных веществ постоянно контролируется и регулируется для поддержания роста и продуктивности клеток.Эти параметры имеют решающее значение для достижения высоких урожаев и стабильного качества продукции.

Ключевые моменты объяснены:

Как в биореакторах поддерживаются оптимальные условия для роста клеток?Достижение высоких урожаев в биопроцессинге
  1. Контроль температуры

    • Оптимальный диапазон:В биореакторах обычно поддерживается температура 36-37°C для клеток млекопитающих, так как это имитирует физиологические условия.
    • Влияние:Температура влияет на активность ферментов, скорость роста клеток и сворачивание белков.Отклонения могут привести к снижению производительности или гибели клеток.
    • Механизм контроля:Для поддержания стабильной температуры в биореакторах используются системы нагрева и охлаждения, такие как водяные рубашки или внешние теплообменники.
  2. Регулирование pH

    • Оптимальный диапазон Для большинства культур клеток млекопитающих pH поддерживается в диапазоне от 7,0 до 7,4.
    • Влияние pH влияет на активность ферментов, поглощение питательных веществ и жизнеспособность клеток.Отклонения могут нарушить метаболические процессы.
    • Механизм контроля pH регулируется путем добавления кислот (например, CO₂) или оснований (например, NaOH) и контролируется с помощью pH-зондов.
  3. Управление растворенным кислородом (DO)

    • Оптимальный диапазон:Уровень DO обычно поддерживается на уровне 20-50% от насыщенности воздуха.
    • Воздействие:Кислород необходим для аэробного дыхания и производства энергии.Недостаток кислорода может привести к гипоксии, а его избыток - к окислительному стрессу.
    • Механизм контроля:DO регулируется путем подачи воздуха или кислорода в биореактор и регулировки скорости перемешивания для улучшения переноса кислорода.
  4. Агитация и перемешивание

    • Назначение:Обеспечивает равномерное распределение питательных веществ, газов и клеток, предотвращая осаждение.
    • Воздействие:Правильное перемешивание улучшает перенос кислорода и предотвращает градиенты, которые могут вызвать стресс у клеток.
    • Механизм контроля:Для перемешивания используются крыльчатки или магнитные мешалки, скорость которых оптимизирована для предотвращения сдвига клеток.
  5. Поступление питательных веществ и удаление отходов

    • Назначение:Обеспечивает организм необходимыми питательными веществами (например, глюкозой, аминокислотами) и выводит отходы метаболизма (например, лактат, аммиак).
    • Воздействие:Истощение питательных веществ или накопление отходов может подавлять рост и продуктивность клеток.
    • Механизм контроля:Питательные вещества поступают через систему подачи, а отходы удаляются с помощью перфузии или диализа.
  6. Мониторинг и автоматизация

    • Назначение:Обеспечивает контроль и регулировку условий в биореакторе в режиме реального времени.
    • Влияние:Автоматизация снижает человеческий фактор и обеспечивает постоянство условий, что приводит к воспроизводимым результатам.
    • Механизм управления:Датчики (например, pH, DO, температура) и системы управления (например, ПИД-регуляторы) интегрированы в конструкцию биореактора.

Поддерживая эти условия, биореакторы создают среду, способствующую оптимальному росту клеток, образованию продукта и общей эффективности процесса.Это обеспечивает высокий выход и стабильное качество продукции в биофармацевтическом производстве.

Сводная таблица:

Параметр Оптимальный диапазон Воздействие Механизм управления
Температура 36°C - 37°C Влияет на активность ферментов, рост клеток и сворачивание белков. Системы нагрева/охлаждения (например, водяные рубашки, внешние теплообменники).
pH 7.0 - 7.4 Влияет на активность ферментов, поглощение питательных веществ и жизнеспособность клеток. Добавляются кислоты (например, CO₂) или основания (например, NaOH); контролируется с помощью pH-зондов.
Растворенный кислород 20-50% насыщения воздуха Критически важно для аэробного дыхания; предотвращает гипоксию или окислительный стресс. Разбрызгивание воздуха/кислорода; регулировка скорости перемешивания.
Агитация Переменный Обеспечивает равномерное перемешивание и перенос кислорода; предотвращает образование осадка. Импеллеры или магнитные мешалки; оптимизированные скорости для предотвращения напряжения сдвига.
Подача питательных веществ Непрерывный Поддерживает рост клеток; предотвращает истощение питательных веществ. Системы подачи питательных веществ; перфузия/диализ для удаления отходов.
Мониторинг В режиме реального времени Обеспечивает стабильные условия и воспроизводимые результаты. Датчики (pH, DO, температура) и системы управления (например, ПИД-контроллеры).

Оптимизируйте биопроцесс с помощью прецизионных биореакторов. свяжитесь с нашими специалистами сегодня чтобы узнать больше!

Связанные товары

Реактор гидротермального синтеза

Реактор гидротермального синтеза

Узнайте о применении реактора гидротермального синтеза — небольшого коррозионностойкого реактора для химических лабораторий. Добейтесь быстрого переваривания нерастворимых веществ безопасным и надежным способом. Узнайте больше прямо сейчас.

Взрывозащищенный реактор гидротермального синтеза

Взрывозащищенный реактор гидротермального синтеза

Улучшите свои лабораторные реакции с помощью взрывобезопасного реактора гидротермального синтеза. Устойчив к коррозии, безопасен и надежен. Закажите сейчас для более быстрого анализа!

Мини-реактор высокого давления SS

Мини-реактор высокого давления SS

Мини-реактор высокого давления SS - идеально подходит для медицины, химической промышленности и научных исследований. Программируемая температура нагрева и скорость перемешивания, давление до 22 МПа.

Электролитическая ячейка с оптической водяной баней

Электролитическая ячейка с оптической водяной баней

Усовершенствуйте свои электролитические эксперименты с нашей оптической водяной баней. Благодаря регулируемой температуре и превосходной коррозионной стойкости, его можно настроить в соответствии с вашими конкретными потребностями. Откройте для себя наши полные спецификации сегодня.


Оставьте ваше сообщение