激流式生物反应器
河南农大
2、国内兽用生物制品行业细胞培养 及病毒繁殖普遍采用传统转瓶生产 工艺，但转瓶生产方式存在劳动强 工艺， 度大、易污染、病毒效价低等缺点。 度大、易污染、病毒效价低等缺点。
3、国外生物制品企业近年来广泛采用 细胞悬浮培养技术繁殖病毒， 细胞悬浮培养技术繁殖病毒，但目前在 国内兽用生物制品行业还尚未被普遍采 鉴于这种情况， 用。鉴于这种情况，我们与安普公司合 作，用法氏囊传代细胞适应毒在他们研 发和改进了的激流发和改进了的激流-灌注式生物反应器上 进行病毒大量培养的探索和研究。 进行病毒大量培养的探索和研究。 由河南农业大学、 由河南农业大学、杭州荐量生物药 山西海森生物药厂、 厂、山西海森生物药厂、杨州威克生物 药厂与安普公司一起共同进行了上述研 究。
四、A20激流-灌注式生物器培养鸡胚传代细 A20激流 激流胞大量繁殖法氏囊病毒的工艺
细胞复苏 ↓ 细胞种子链扩增
1个T25方瓶，连续放大至10L转瓶。 T25方瓶 连续放大至10L转瓶 方瓶， 转瓶。
↓
反应器细胞培养 ∣ 以2-6×109个细胞（7-10L培养液）接种 109个细胞（ 10L培养液） 个细胞 培养液 培养条件：37℃ 30%~60%； 7.2-7.3。 ↓ 培养条件：37℃；DO 30%~60%；pH 7.2-7.3。
三、试验目的： 试验目的：
（1）、研究利用生物反应器培养传代细胞 ）、研究利用生物反应器培养传代细胞 繁殖法氏囊病毒的可行性， 繁殖法氏囊病毒的可行性，摸索最佳的培养 条件和相关参数， PH、DO、糖耗， 条件和相关参数，如PH、DO、糖耗，最佳 接毒时间、最佳接毒量、最佳收毒时间、 接毒时间、最佳接毒量、最佳收毒时间、最 佳收毒方式等。 佳收毒方式等。 （2）利用生物反应器培养出高效价的法氏 囊病毒液体。（应高于转瓶10 20倍 。（应高于转瓶 囊病毒液体。（应高于转瓶10～20倍）
生物反应器的设计及其性能评价
生物反应器的设计及其性能评价生物反应器是生物工程领域中极为重要的一种设备，其主要功能为利用微生物或生物体对有机物和无机物进行生化反应，从而实现生产、处理、分离、提纯等一系列工业、环境、食品等方面的需求。
随着微生物学、生物化学、化学工程等学科的发展，生物反应器技术也得到了越来越广泛的应用。
本文主要介绍生物反应器的设计及其性能评价。
一、生物反应器的设计生物反应器的设计主要包括反应器类型、反应器结构、内部构造、操作条件等方面。
以下是生物反应器设计的关键要素：1.反应器类型目前，生物反应器主要可分为动态和静态两类，其中静态反应器又可分为批式、连续式、挤压式等。
批式反应器适用于一些小批量的生产。
连续式反应器能够实现持续生产，其结构复杂，通常应用于中大规模的生产。
挤压式反应器是一种特殊的生物反应器，其优点在于其高的密度和高效的质量传递。
2.反应器结构生物反应器的结构分为圆柱形和矩形两种，圆柱形和球形反应器内部流体混合均匀，在高温高压下具有较好的机械强度和稳定性，但是其制造结构复杂，生产成本高。
矩形反应器的生产成本较低，安装和操作方便，但在极端条件下，由于压力不均可破裂。
3.内部构造生物反应器的内部构造包括搅拌系统、气体导入系统、温度控制系统、PH调节系统、报警系统等，都是反应器能否正常工作的关键因素。
4.操作条件生物反应器的操作条件对其性能具有直接影响。
比如反应器的温度、压力、通气量等因素均应进行调整，以期达到最佳的反应效果。
二、生物反应器的性能评价生物反应器的性能评价主要涉及以下几个方面：1.反应器出口产量反应器出口产量是生物反应器最基本的评价因素，与其反应器类型、结构、操作条件等诸多因素有关。
2.产品纯度和稳定性生物反应器所生产的产品的纯度和稳定性均影响产品的市场价格和热度。
生物反应器对这两个因素的控制主要通过反应器操作条件和反应器内部构造的修改来实现。
3.反应器机械强度反应器的机械强度是针对产品所处生产过程中的环境条件而言的，在结构和材质设计上考虑机械强度对于避免产品在运输中破损至关重要。
《生物反应器》课件
通过本课件，我们将深入探讨生物反应器的全貌。从定义，分类，结构和原 理，应用领域，优点和挑战，以及未来的发展趋势，让我们一起探索这个令 人着迷的领域。
什么是生物反应器？
生物反应器是一种用于控制和维持特定生物反应过程的装置。它提供了理想的环境条件，以促进 生物反应的进行。
1 定义
生物制药
环境修复
生物反应器在生产生物药物和医 疗相关产品方面发挥着重要作用。
通过利用生物反应器来处理和净 化废水和废气等环境污染物。
生物燃料
生物反应器可用于生产可再生能 源，如生物柴油和生物乙醇。
生物反应器的优点和挑战
优点
生物反应器具有高效、环保、可控性强等优点， 适用于多种生物反应过程。
挑战
生物反应器的设计和操作需要专业知识和精细 调控，同时面临成本和规模扩展的挑战。
生物反应器是指能够维持生物反应过程的操作设备。
2 分类
根据反应器操作方式和反应类型，生物反应器可以分为不同的类别。
生物反应器的结构和原理
结构
生物反应器通常由反应容器、搅拌装置、进出料口 和传感器等组成。
原理
生物反应器的原理基于对生物过程中必要因素的控 制，如温度、氧气供应、营养物质和pH值。
生物反应器的应用领域
生物反应器的发展趋势
1
自动化与智能化
生物反应器将趋向自动化操作，并结合人工智能技术实现更智能的反应器将更加注重资源的有效利用和环境的可持续性。
3
多功能和定制化
生物反应器将能够满足不同反应过程的需求，实现定制化设计。
总结和展望
生物反应器作为一种核心技术，将不断推动生物科学和工程的进步。我们期 待未来的创新和发展，以应对全球的挑战。
生物反应器的流体力学和生物化学研究
生物反应器的流体力学和生物化学研究生物反应器是生化工程和生物技术中必不可少的装置，用于生产各种微生物发酵产物、酶制剂、蛋白质等等。
生物反应器在生物化学研究中发挥着重要作用，其流体力学性能和生物化学参数是直接影响反应器内微生物生长、代谢等生化反应进程的。
因此，理解生物反应器内流体力学和生物化学特性是非常关键的。
一、生物反应器的流体力学特征生物反应器是一个封闭的容器，其内部流体运动具有很大的非线性和复杂性，主要表现在以下几个方面：1. 多相流动生物反应器内的流体通常是复杂的多相流体，包括气液两相、液固两相、多液相和多固相等多种流态。
这些相的运动行为很不一样，相互之间还可能发生传质、热量的交换，因此研究这些流体的运动特性及其相互作用对生物反应器的优化设计和运行具有重要意义。
2. 离散相流动生物反应器中的离散相是指包含在流体中的微观固体颗粒，如微生物细胞、悬浮颗粒等。
这些颗粒对流动的可见性、浑浊度等物理特征有显著影响。
同时，离散相颗粒与连续相之间的相互作用也非常重要。
3. 均质流与非均质流生物反应器内流体运动状态往往是分别符合均质流和非均质流模型的。
其中均质流模型包括均匀流和湍流，而非均质流模型可以分为旋转流、脉动流和剪切流。
4. 机械蠕动作用生物反应器内的机械蠕动作用包括振动和搅拌等，对于离散相与连续相之间的转移以及生物组织的生长、分解、合成等过程具有显著的影响。
正确合理地控制机械蠕动作用，能够提高生物反应器的运行效率和产品的产量、质量。
二、生物反应器的生物化学特征生物反应器的生物化学特性包括流体中溶质、微生物和气体之间的物质传输、生物反应过程中产物与废物的释放等。
生物反应器内的生化反应过程涉及到很多因素，如微生物种类、微生物浓度、温度、pH值、氧气浓度和营养成分等等。
1. 溶质传输生物反应器内溶质传输的过程涉及到质量传递、动量传递和能量传递等，通常可以分为对流、弥散和质量转移三个步骤进行讨论。
溶质传输的速率直接影响反应器内微生物生长、代谢和反应物的转化速度。
生物反应器类型
生物反应器类型生物反应器是指一个用来模拟和控制生物过程的装置，常用于生物学、生化工程等领域。
生物反应器广泛应用于制药、化工和环保等领域，是一个非常重要的工具。
生物反应器一般分为多种类型，本文将详细介绍这些类型。
一、批式反应器批式反应器是最简单最基本的类型，它是一个封闭的容器，里面装有生物材料、培养基和所需的气体。
通常情况下，反应器会以一定温度、pH值和氧气浓度下进行反应。
时间到后，反应器会被打开，产物被取出。
批式反应器优点：操作简单，成本较低。
批式反应器缺点：生产周期长，产量小。
二、连续搅拌式反应器连续搅拌式反应器对批式反应器进行了改进，其关键在于通过搅拌系统不断输入新鲜的培养基和气体，同时也会将产物不断排出。
这种类型通常用于生产大量的微生物和酶。
连续搅拌式反应器优点：生产周期短，产量大。
连续搅拌式反应器缺点：会对微生物和酶产生一定的压力，需要考虑控制温度和pH值等，生产成本较高。
三、柱床反应器柱床反应器通常被用于某些特殊的生产需求，如病毒制备、蛋白质纯化等。
这种类型的反应器是通过填充物质，如树脂、磁性珠等构成一定的反应体系。
当培养基流过柱床时，反应体系中的微生物或酶与培养基发生反应，产生物质被吸附在柱床材料上。
柱床反应器优点：高效、高纯度。
柱床反应器缺点：成本高昂。
四、固定床反应器固定床反应器类似于柱床反应器，只是其填充物是生物材料。
在固定床反应器中，微生物或酶被固定在固体支架上，并与流经反应器的培养基相互作用。
固定床反应器优点：生产周期短，产量大，适用于大规模生产。
固定床反应器缺点：操作和控制比较复杂，成本较高。
五、膜反应器膜反应器是将微生物或酶放在半透膜上进行反应。
通过这种方式，微生物或酶可以在两个不同介质之间进行反应，并且可以控制分子的输送速度。
膜反应器常用于生产分离、浓缩或净化蛋白质、细胞等物质。
膜反应器优点：高效、产物纯度高、操作简单。
膜反应器缺点：膜的选择非常关键，成本较高。
综上所述，各种类型的生物反应器都有其优点和缺点，在实际应用中需要根据不同生产需求和特殊情况进行选择。
激流式生物反应器培养MDCK细胞条件优化
１ ２ １ 细胞 培 养 ． ．
１ ２ １ １ 细胞 复 苏 从 液 氮罐 中取 出 １管 ＭＤ Ｋ ． ． ． Ｃ 细胞 于 ３ ℃快 速解 冻 后 ， 到 含 １ ０ｍｉ １ 胎 牛血 ７ 加 ０ ／ 清的 Ｄ ＭＥ 培养 基 ， ７ ｍ Ｍ 在 ５ｃ 细胞 培养 瓶 中培养 ，
符 合世界 生 物制 药 发展 趋 势 ， 表 明我 国疫 苗生 产 也
技术 将逐 步 与国际疫 苗生产 技 术接 轨 。动 物细胞 大 规模 培养 在 疫 苗 生 产 领 域 发 挥 着 越 来 越 重 要 的作
用 。 动 物 细 胞 大 规 模 培 养 和 表 达 对 生 产 疫 苗 有 明 显 的 优 势 ， 方 面 活 性 高 、 定 性 好 ， 最 重 要 的 表 一 稳 是
动 物 医学 进 展 。０ ２ ３ （０ ： ６２ ２ １ ，３ １ ） １－０
Ｐｒ ｒ ｓ ｎ Ｖ ｅ ｅ ｉ ｒ ｅ ｃｎｅ ｏｇ ｅ ｓ ｉ ｔ ｒｎａ ｙ Ｍ ｄｉｉ
激 流 式 生 物 反应 器培 养 ＭＤＣ 细胞 条 件 优 化 Ｋ
余 彬 辉 ，王 斌 卿 胡 志航。 ， ，朱 炳 林 ，李 肖梁 ，方 维 焕
进 行优 化 。结果表 明 ， 激流 式生物反 应 器培养 ＭＤＣ 细胞 ， Ｋ 细胞接 种 密度 为 １ ５ ０ ｄ ／ ． ×１ 。 Ｖ ｍＬ、 Ｈ７ ２ 溶 氧 ｐ ．、
量 ５ ％～６ 、 ０ ０ 循环 流量 ４ ０ｍＬ ｍｉ ０ ／ ｎ和振 荡频 率 ６ ／ ｎ条件 下培 养 ５ｄ可 达到 最 大细胞 密度 （ ． ２ ０ ｒｍｉ １０ ×
一
１ １ １ 细 胞 和 试 剂 ＭＤ Ｋ 细 胞 ， 国 科 学 院 细 ． ． Ｃ 中
胞库上 海生 命科 学 院产 品 ； Ｍ 、 ＭＥ 、 ＭＥ Ｄ Ｍ ＤＭＥ Ｍ／
一种利用激流式生物反应器悬浮培养动物细胞的工艺过程及控制方法
专利名称：一种利用激流式生物反应器悬浮培养动物细胞的工艺过程及控制方法
专利类型：发明专利
发明人：张秀芹,刘铁成,张雪亭,王延涛,杨威,李会成
申请号：CN201110265840.7
申请日：20110908
公开号：CN102994442A
公开日：
20130327
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种利用激流式生物反应器无血清培养动物细胞生产重组蛋白类药物的工艺过程及控制方法。
该工艺采用流加基础培养液来提高细胞密度并扩大细胞培养体积。
通过降低培养温度和流加浓缩的表达培养液来维持细胞密度和活率。
从而高效、持续的获得重组蛋白。
工艺控制方法主要针对不同细胞株生长代谢变化，对pH、溶解氧、温度变化进行在线监测；对细胞密度、活率、培养体系中葡萄糖、谷氨酰胺、氨、乳酸、渗透压进行定时检测。
该方法特别适合大规模动物细胞悬浮培养。
具有操作控制简单，传质传氧效率高，培养周期稳定、批次间结果差异小、生产成本低、容易实现大体积、高密度等优点。
申请人：哈药集团技术中心
地址：150025 黑龙江省哈尔滨市利民开发区同盛路98号
国籍：CN
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一种利用激流式生物反应器制备猪流行性腹泻病毒的方法[发明专利]
![一种利用激流式生物反应器制备猪流行性腹泻病毒的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e6394f8ea45177232f60a2ff.png)
专利名称：一种利用激流式生物反应器制备猪流行性腹泻病毒的方法
专利类型：发明专利
发明人：夏广欣,吴全忠,吕茂杰,何召庆,杨保收,梁武,李守军
申请号：CN201310438027.4
申请日：20130923
公开号：CN103468648A
公开日：
20131225
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种利用激流式生物反应器培养猪流行性腹泻病毒的方法，该方法充分发挥了激流式生物反应器的工艺优点，优选了适宜猪流行性腹泻病毒在宿主细胞内增殖的环境条件，填补了利用激流式生物反应器培养猪流行性腹泻病毒的技术空白。
与现有技术相比，本发明的细胞培养过程逐日增大空气流量，加快系统内气体循环，有利于培养液内CO的溢出，有利于细胞生长，进而利于病毒的增殖；同时本发明病毒的接种过程无需吸附，简化操作，节省人力；此外本发明使用的浓缩营养液，可以倍增多种氨基酸含量，为病毒繁殖提供了充足的营养，有利于提高病毒产量。
申请人：天津瑞普生物技术股份有限公司
地址：300308 天津市滨海新区空港经济区环河北路76号空港商务园西区W2
国籍：CN
代理机构：天津滨海科纬知识产权代理有限公司
代理人：李莉华
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AP200激流式生物反应器和激流式生物反应器价格
AP200激流式生物反应器
标题：AP200激流式生物反应器
激流式生物反应器（悬浮细胞培养）型号AP200最小体积10L最适体积30~40L最大体积50L激流式生物反应器（贴壁细胞培养）型号AP200载体量1200g最小体积50L最适体积70~80L最大体积100L激流式传氧机制：传氧效率高，避免了传统搅拌式生物反应器鼓泡表面张力和搅拌桨高剪切力对细胞的损伤，易于实现高密度高活性细胞培养。●新颖的灌注工艺：采用重力作用的灌注原理，解决载体大规模培养连续传代和规模放大问题。●新型的细胞载体：适合多种类型细胞吸附生长，提供极大的细胞贴壁面积；细胞增殖速度快维持时间长，符合生物安...
厂家：南北应器
标题：AP20SC激流式生物反应器
激流式生物反应器（悬浮细胞培养）型号AP20SC最小体积2L最适体积3~4L最大体积5L激流式生物反应器（贴壁细胞培养）型号AP20SC最小体积6L最适体积7~8L最大体积10L载体量120g激流式传氧机制：传氧效率高，避免了传统搅拌式生物反应器鼓泡表面张力和搅拌桨高剪切力对细胞的损伤，易于实现高密度高活性细胞培养。●新颖的灌注工艺：采用重力作用的灌注原理，解决载体大规模培养连续传代和规模放大问题。●新型的细胞载体：适合多种类型细胞吸附生长，提供极大的细胞贴壁面积；细胞增殖速度快维持时间长，符合生物安全要求。...
水处理技术中的生物反应器
水处理技术中的生物反应器水作为我们生活中必不可少的资源，扮演着重要的角色。
然而，对于水污染问题的加剧，已经成为人们越来越关注的话题。
在这个问题上，水处理技术的发展已经变得至关重要。
其中一个非常成功的技术是生物反应器，可以从根本上降低水污染物的含量。
在本文中，我们将讨论这一技术的原理，类型以及优点。
1. 生物反应器的原理生物反应器是一种基于植物和微生物的水处理技术，主要通过一系列生物化学反应来去除水中污染物。
在反应器中，微生物使用废水中的有机物作为食物，并将其转化成更简单和更无害的物质。
这些微生物在特定条件下生长繁殖，可以有效地吸收和去除废水中的重金属以及有机和无机物。
植物通过吸收养分、转化和氧化这些物质来促进微生物的生长繁殖。
污染物最终被微生物与植物吸收、分解和去除。
因此，生物反应器被广泛应用于废水处理、水源保护以及环境修复等领域。
2. 生物反应器的类型生物反应器的类型有很多，不同的反应器种类可以根据处理对象以及水质要求来分类。
以下是一些常见类型的介绍。
a. 陆地流水式湿地陆地流水式湿地是一种通过植物滤清水的生物反应器。
在这种系统中，被处理的水通过一定的流速流经构建好的人工湿地。
在这个过程中，水被植物和微生物处理，净化水质。
这个生物反应器相对简单，操作成本较低，而且可以降低污染物的含量，因此在工程实践中得到了广泛应用。
b. 海水浓缩料净化系统这种海水浓缩料净化系统通常由反应器和通道组成。
间歇和连续两种加压方式可以用来处理产生的浓缩料。
在这个过程中，微生物利用营养物质，繁殖，从而去除浓缩料中的有机物。
这种反应器还可以将产生的浓缩物质，进行添加锌，氯化钠等的化学物质，进一步提高净化效果。
c. 生物滤池在生物滤池中，水通过一层充满被处理的物质的过滤器，对水进行处理。
在这个过程中，微生物吸附、吸收通道污染物质中的有机物和氨。
同时，可以将特定大肠杆菌去除掉。
该反应器门设备价格较低，拥有缓冲器的功能，因此在各种废水处理系统中都得到了广泛的应用。
生物反应器的种类与运行方式
生物反应器的种类与运行方式生物反应器是一个能够支持微生物生长并产生微生物代谢产品的系统设备。
这些设备通常用于生产食品、药物和生物燃料，同时还在环境保护、农业和其他领域中发挥着重要作用。
本文将介绍几种常见的生物反应器种类和运行方式。
一、批量生物反应器批量生物反应器是一种最简单的反应器，通常用于实验室规模的微生物培养。
就像名字一样，批量生物反应器中的生物反应是一批一批的进行，当一批生长完毕后，就需要把反应器中的生物体清除掉，并清空反应器，才能开始下一批的生长。
因此，批量生物反应器生产的量相对有限，但是成本相对较低，适用于小规模生产，且容易维护和管理。
二、连续生物反应器连续生物反应器是与批量反应器形成对比的一种反应器，其最大的特点在于不需要像批量式那样每批次清空容器，从而使得反应器中的生物体连续生长和产生目标产物。
由于连续生物反应器不需要断续处理，因此一般用于较大规模的生产过程。
其中，最常见的类型是CFSTR（连续流入连续流出生物反应器），该反应器以恒定速率从反应器中移除生物而保持反应器体系的恒定体积和物质浓度。
此外，还有另一种常见类型为PFR（压力流式反应器），其利用输入流体在微流道系统中的惯性和压力差引导，控制反应物质严格按照一定规律流过系统，同时维持恒定的反应体积。
这一类型反应器运行方式稳定，常适用于大规模的生产和交替的反应物处理任务。
三、膜生物反应器膜生物反应器是指使用膜作为过滤器和生物分离器的一种反应器。
这种反应器的设计可以让生物体在反应器中连续生长，并通过带有孔洞的膜进行过滤和分离。
膜反应器通常具有一些特殊的控制参数以优化该反应过程。
例如，pH、氧气分压和塑化剂接触时间等因素都可以通过调节来提高反应速率和生产成本效益。
此外，膜反应器还能够对生产过程中产生的杂质进行有效控制，从而使产物质量得到保证。
四、固定床生物反应器固定床生物反应器是一种新兴的生物反应器，其工作原理是在固定的显示架上种植微生物并提供适当的反应介质。
生物反应器生产化学品和能源的生物工程方法
生物反应器生产化学品和能源的生物工程方法生物反应器是一种通过利用微生物、酶或细胞等生物体来转化原始物质为有用产品的设备。
在工业生产中，生物反应器被广泛应用于生产化学品和能源的生物工程方法中。
本文将介绍几种常见的生物反应器生产化学品和能源的生物工程方法。
一、固定床反应器固定床反应器是一种将微生物或酶固定在支撑物上的反应器。
通过将底物通过反应器中的固定床流动，微生物或酶利用底物进行转化反应。
固定床反应器具有体积小、反应稳定等优点，被广泛应用于化学品的生产中。
以生物柴油的生产为例，可利用固定床反应器将底物（如植物油）与特定的微生物（如脂肪酶）固定在反应器内的支撑物上。
底物通过反应器时，微生物利用底物中的脂肪酸进行转化反应，产生生物柴油。
固定床反应器生产生物柴油具有效率高、产品纯度高等优点。
二、批式反应器批式反应器是一种将微生物或酶与底物同时放入反应器中完成反应的设备。
在批式反应器中，底物与微生物或酶之间进行转化反应，反应完成后反应物被取出，再加入新的底物进行下一轮反应。
批式反应器常用于初步研究或小规模生产中。
以醇醚燃料的生产为例，可利用批式反应器将底物（如煤或天然气）与特定的微生物（如甲烷氧化菌）一起放入反应器中。
微生物利用底物中的甲烷进行反应，生成醇醚燃料。
批式反应器生产醇醚燃料具有灵活性高、研发周期短等优点。
三、连续流动反应器连续流动反应器是一种通过连续供给底物和排出产物的方式，使底物在与微生物或酶接触的过程中完成转化反应的装置。
在连续流动反应器中，底物与微生物或酶长时间接触，通过连续供给底物和排出产物的方式，实现了生产规模化。
以乙醇生产为例，可利用连续流动反应器将底物（如淀粉或纤维素）与特定的微生物（如酵母菌）连续供给反应器中。
微生物利用底物中的碳水化合物进行发酵反应，产生乙醇。
连续流动反应器生产乙醇具有生产效率高、自动化程度高等优点。
总结生物反应器是生物工程方法中生产化学品和能源的重要设备。
固定床反应器、批式反应器和连续流动反应器分别适用于不同的生产需求。
激流式生物反应器温度控制中PID控制算法的改进研究
论： 改进的积分限幅型 Ｐ Ｉ Ｄ控制 方法可 以有效避免 因积分饱和造成 的 系统超调 ， 并且 能够达到 较高 的控制精度 ， 说
明改进 的积分 限幅型 Ｐ ］ Ｄ控制对激流式生物反应 器温度 具有很 好 的控制调 节性能 ， 能够很好地 满足其培 养动物细
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ７ ６ ８ ７ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ ３ — ８ ８ ６ ８ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ １ ７
Ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｒ ｉ ｐｔ ｉ ｄｅ ｂ ｉ ｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏｒ
ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｌ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ．
设计一种适合激流式 生物反应 器的温度控制策略 。方法 ： 根据激 流式生物反 应器对温度控制的要求 ， 通过 实验 确定 温度控制 系统模型 ， 再利 用仿 真实验验证积分 限幅 Ｐ Ｉ Ｄ控制的有效性 ， 最后结合 实际实验结果利 用积分分 离法进一
激流灌注式生物反应器培养猪瘟活疫苗工艺的研究
学术研究猪瘟是由猪瘟病毒（classical swine fever virus,CSFV ）引起的猪的一种热性、急性、接触性传染病[1]。
此病于1833年首先在美国等地发现，以后遍及世界各大洲，发病率和死亡率高，危害极大。
猪瘟的治疗无特效药物，最有效的方法就是疫苗的免疫接种[2]，因此疫苗免疫效果的优劣对猪瘟防控起了决定性作用[3]。
2007年9月，猪瘟兔化弱毒脾淋疫苗被农业部定为政府采购推广应用的首选疫苗。
本研究中应用激流灌注式生物反应器（工作体积为10L ）对猪瘟病毒的培养工艺进行了初步探索：以第一代细胞毒做为毒种，培养15d 可收获毒基金项目：保定市科学技术研究与发展计划（15N01）。
作者简介：郑朝朝（1983-），女，河北清苑人，硕士研究生，主要从事动物用生物制品的研究与开发，E-mail:zhengzhao521@ 。
*通讯作者：郁宏伟（1979-），男，河北唐山人，博士，主要从事动物用生物制品的研究与开发，E-mail:yuhong-wei2005@ 。
激流灌注式生物反应器培养猪瘟活疫苗工艺的研究郑朝朝1,2，柳珊1,2，邹立宏1,2，刘云涛1,2，刘涛1,2，郁宏伟1,2*（1.瑞普（保定）生物药业有限公司河北保定071000；2.河北省兽医生物技术工程技术研究中心河北保定071000）摘要：为建立规模化培养猪瘟活疫苗的生产工艺，本研究利用工作体积为10L 的激流灌注式生物反应器培养猪睾丸细胞（swine testis,ST ），接种猪瘟病毒（classical swine fever virus,CSFV ）进行培养研究。
研究结果显示，培养4d 细胞数可增长5~7倍，接种病毒后15d 可收获毒液6次，收获量至少与200个10L 转瓶单次收获量相当，产品各项检测均合格。
本工艺极大地缩短了培养时间，为规模化培养工艺的推广与使用提供了技术参数。
关键词：猪瘟；脾毒；细胞毒；激流灌注式生物反应器Research of Classical Swine Fever Vaccine Technology with Suspension andPerfusion BioreactorZheng Zhaozhao 1,2,Liu Shan 1,2,Zou Lihong 1,2,Liu Yuntao 1,2,Liu Tao 1,2,Yu Hongwei 1,2*(1.Ringpu (Baoding)Biological Pharmaceutical Co.,Ltd.,Baoding Hebei,071000;2.Hebei Engineering and TechnologyResearch Center of Veterinary Biological Products,Baoding Hebei,071000)Abstract:In order to establish large-scale cultivation of swine fever vaccine production process,this re-search applied 10L volume of suspension and perfusion bioreactor to culture swine testicular cells,vaccinate classical swine fever virus.Results showed that the number of cells increased 5to 7times within 4days,classical swine fever virus could be harvested 6times within 15days,and the classical swine fever vaccine could satisfy all the biological qualifications and requirements.This technology could greatly shorten the training time and it will be the basis to such scale vaccine antigen production.Keywords:classical swine fever ；spleen-virus ；virus produced by cells ；suspension and perfusion bioreactor doi:10.3969/j.issn.1008-4754.2016.2.035. All Rights Reserved.液6次，各收次病毒液效价均可达到1.0×106RID/mL以上，病毒收获量至少与200个10L转瓶的单次收获量相当，且各种检测均符合规程要求。
生物反应器的原理及类型
B、拟塑性（Pseudoplastic）流体 τ= k（γ）n 0<n<1 n越小，非牛顿型特性越明显，与牛顿型流体的差别越大。 例如：青霉，曲霉，链霉菌的发酵液，高浓度的植物细胞，
酵母悬浮液。 C、涨塑性（Dilatant）流体 τ= k（γ）n n>1 n越大，流体的非牛顿型特性越显著 例如：链霉素，四环素和卡那霉素的发酵过程中，接种后
1、流体的流变学分类
流变学常用黏度（对流动的抗性）、流动行为（黏度和剪 切率的关系）和屈服应力（产生静液流需要的力）等术语 来表述。液体流变性通常根据下式进行分类：
τ=τ0+ k（γ）n
（幂定律方程）
τ所施的剪切力， γ产生的剪切率，τ0屈服应力，k是幂定 律常数或黏度系数，n为幂定律指数或流动特性指数
对于某一反应体系，介于宏观流体和微观流体之间，混合作 用的影响取决于反应特征时间tr与流体中临近微元体相互混 合的特征时间tm之比值。当反应速率较慢时，即tr远大于tm， 则按微观流体处理可以达到较好相似；当反应速率非常快时， 即tr远小于tm，则处理比较复杂。
对于宏观流体，由于流体粒子之间不存在任何形式的物质交 换，流体粒子就像一个有边界的个体，从反应的入口向出口 运动，也就像一个小间歇反应器一样进行反应，其反应程度 取决于该粒子在反应器内的停留时间。
总体流动的湍动程度决定漩涡的尺寸和强度，而不同尺寸和 强度的漩涡对液团又有着不同的破碎作用。
通常，总体湍流的湍动程度越高，漩涡的尺寸越小，强度越 高，数量越多。
漩涡尺寸越小，破碎作用越大，所产生的液团也越小。大 尺度的漩涡只能产生较大尺寸的液团，因为尺寸较小的液团 将被大漩涡卷入与其一起旋转而不是被破碎。
生物技术是生物化学、微生物学以及工程科 学的综合，目的是对生物有机体的所有能力 进行工业应用。这些有机体包括微生物，体 外培养状态下的生物组织细胞及其部分酶。 简言之，生物技术是对生物物质有控制的应 用。大规模培养生物有机体是生物技术的核 心。
应用激流灌注式生物反应器培养动物疫苗研究进展
应用激流灌注式生物反应器培养动物疫苗研究进展摘要：为更好地解决动物疫苗传统转瓶生产工艺难以适应工业化生产需要的问题，本文从生物反应器的种类、影响动物细胞规模化培养的因素、生物反应器规模化生产动物疫苗现状和生物反应器在动物疫苗生产中的应用前景四个方面对应用生物反应器规模化培养动物疫苗的研究进展进行了综述。
关键词：动物细胞；规模化培养技术；生物反应器；兽用疫苗近年来，动物细胞培养技术被广泛应用于蛋白质药物开发、疫苗制造、人造组织器官培养等各个领域，极大地推动了医药产业的发展。
动物细胞培养技术已经成为生命科学研究和生物医药开发的强有力工具，日益成为医药领域的技术前沿[1]。
随着生物制品生产规模的扩大和工艺水平的提高，传统的转瓶细胞培养模式已不能满足工业化生产的需要。
应用生物反应器规模化培养细胞，不但能够降低生产成本，而且能够提高产品质量。
该技术经过半个世纪的发展与完善，在设备制造和应用方面均达到了相当高的水平[2]。
1生物反应器的种类专为动物细胞大量培养用的生物反应器，称为动物细胞培养用生物反应器。
TellingR.C等成功地在不锈钢发酵罐中悬浮培养BHK21细胞生产口蹄疫疫苗。
随着兽用生物制品生产工艺的不断提高，如何应用生物反应器高效率、高质量、规模化培养动物病毒性疫苗，已经成为国内各兽用生物制品生产企业关注和研究的焦点[3]根据生物反应器的用途不同，可按细胞培养方式（贴壁培养或悬浮培养）、反应器操作模式（分批培养或连续培养）、液体存在相（均相或非均相）、反应器的几何特征（流动形态和接触方式）等划分为不同的类别。
较为常用的几种反应器有搅拌式、旋转式、气升式、一次性（Wave式）、冷冻凝胶及激流灌注式生物反应器等[5]。
2影响动物细胞规模化培养的因素生物反应器通过大幅度增加细胞培养密度、数量为动物病毒性疫苗规模化生产奠定了坚实的[4]。
与植物细胞相比，没有细胞壁的动物细胞更脆弱，更容易死亡。
因而对生存环境有更高的要求，对作为规模化培养工具的生物反应器系统有更高的要求。
激流式生物反应器培养MDCK细胞条件优化
激流式生物反应器培养MDCK细胞条件优化余彬辉;王斌卿;胡志航;朱炳林;李肖梁;方维焕【摘要】应用激流式生物反应器培养MDCK细胞,从培养基种类、接种密度、pH 和溶氧量等关键参数进行优化.结果表明,激流式生物反应器培养MDCK细胞,细胞接种密度为1.5×106个/mL、pH7.2、溶氧量50％～60％、循环流量400mL/min和振荡频率60 r/min条件下培养5d可达到最大细胞密度(1.02×10 7个/mL)及最高糖耗量(3.1 g/L),为激流生物反应器大规模培养细胞及病毒疫苗生产奠定基础.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2012(033)010【总页数】5页(P16-20)【关键词】激流式生物反应器;MDCK细胞;培养条件【作者】余彬辉;王斌卿;胡志航;朱炳林;李肖梁;方维焕【作者单位】浙江大学动物预防医学研究所,浙江省动物预防医学重点实验室,浙江杭州310058;杭州荐量兽用生物制品有限公司,浙江杭州310018;杭州荐量兽用生物制品有限公司,浙江杭州310018;杭州荐量兽用生物制品有限公司,浙江杭州310018;浙江大学动物预防医学研究所,浙江省动物预防医学重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学动物预防医学研究所,浙江省动物预防医学重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学动物预防医学研究所,浙江省动物预防医学重点实验室,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】Q813.1当今病毒性疫苗多利用转瓶培养，生产工艺不仅费时费力，而且占用空间大，更重要的是病毒滴度不稳定，批次之间病毒效价差异大。
随着疫苗市场的迅速发展，其生产技术将经历一场深刻的技术革新，从转瓶培养向生物反应器培养转变。
这种转变符合世界生物制药发展趋势，也表明我国疫苗生产技术将逐步与国际疫苗生产技术接轨。
动物细胞大规模培养在疫苗生产领域发挥着越来越重要的作用［1］。
动物细胞大规模培养和表达对生产疫苗有明显的优势，一方面活性高、稳定性好，是最重要的表达系统，但动物细胞大规模培养生产疫苗还存在一定问题［2－3］，培养密度和产物浓度较低，在技术和设备上远没有原核细胞培养成熟。
激流式生物反应器温度控制中PID控制算法的改进研究
激流式生物反应器温度控制中PID控制算法的改进研究李良喆;陈锋;张广;孙建军;余明;王春晨;董正阳;吴太虎【摘要】目的:改进常规比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制容易产生积分饱和的情况,设计一种适合激流式生物反应器的温度控制策略.方法:根据激流式生物反应器对温度控制的要求,通过实验确定温度控制系统模型,再利用仿真实验验证积分限幅PID控制的有效性,最后结合实际实验结果利用积分分离法进一步改进积分限幅PID控制并验证其有效性.结果:通过仿真实验可知积分限幅PID控制效果较好,但实际实验结果仍存在较大超调量及稳定时间长的问题,利用积分分离法对积分限幅PID进行改进后得到了良好的实验结果.结论:改进的积分限幅型PID控制方法可以有效避免因积分饱和造成的系统超调,并且能够达到较高的控制精度,说明改进的积分限幅型PID控制对激流式生物反应器温度具有很好的控制调节性能,能够很好地满足其培养动物细胞的要求.%Objective To design a temperature control strategy for riptide bioreactor to eliminate integral saturation by conventional proportion integration differentiation (PID) control.Methods According to the requirement of the riptide bioreactor for the temperature control,the temperature control system model determined by experiment was got,then the effectiveness of the integral limiter PID control method was verified,and finally the integral limiter PID control method wasimproved further using the integral separation combined with the actual experimental results and its effectiveness was tested.Results The simulation results showed that the control effects of the integral limiter PID was good.However,the actual tests proved that there was still deficiencies in large overshoot and longstable time,and good experimental results were obtainedafter improving the integral limiter PID by the integral separation method.Conclusion The improved integral limiter PID control method effectively avoids the overshoot of the system caused by the integral saturation,achieves high control precision,has a very good control performance for the temperature control of riptide bioreactor,and well meets the requirements of mammalian cell culture.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】5页(P17-21)【关键词】激流式生物反应器;积分饱和;积分分离;积分限幅;仿真;实际实验【作者】李良喆;陈锋;张广;孙建军;余明;王春晨;董正阳;吴太虎【作者单位】300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所【正文语种】中文【中图分类】R318;Q-33激流式生物反应器作为一种新型的动物细胞培养生物反应器，以其培养环境温和、剪切力低、占用空间少、操作简单、条件要求低等优点，逐渐得到了许多工厂和实验室的青睐。
应用激流式生物反应器大规模悬浮培养昆虫细胞(sf9)的工艺研究
应用激流式生物反应器大规模悬浮培养昆虫细胞(sf9)的工艺研究赵立民;蒋天华;罗乃杰【摘要】应用激流式生物反应器对大规模悬浮培养sf 9细胞的工艺进行了研究,通过摸索细胞接种密度、溶解氧(DO)、反应器转速3项工艺参数,成功实现了sf 9细胞的大规模悬浮培养,细胞密度最高可达到0.8~1.5×106/ml,生长状态良好【期刊名称】《山东畜牧兽医》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】2页(P12-13)【关键词】激流式生物反应器;sf9细胞;接种密度;DO;转速【作者】赵立民;蒋天华;罗乃杰【作者单位】广东温氏食品集团有限公司研究院广东新兴 527400;广东温氏食品集团有限公司研究院广东新兴 527400;广东温氏食品集团有限公司研究院广东新兴 527400【正文语种】中文【中图分类】Q962sf 9细胞由G.E. Smith和C.L. Cherry在1983年从细胞株IPLB-SF 21 AE得来的一个克隆，是目前国际上常用的细胞株之一，可作为猪圆环病毒(PCV)等多种病毒的宿主细胞，用于生产兽用疫苗，也可用于昆虫细胞/杆状病毒表达系统，制备各种农业杀虫剂等，用途广泛[1]。
相比哺乳动物细胞，昆虫细胞对生长环境要求苛刻，所需培养液营养丰富，添加的血清须是高质量的胎牛血清[2]。
细胞本身娇弱，对剪切力敏感，较难以反应器发酵的方式进行大规模培养。
激流式生物反应器是目前国内新兴的一次性生物反应器，具有剪切力小、控制精准、操作简单、规模易放大等特点。
本文采用该反应器，通过对相关工艺参数的摸索，进行了sf 9细胞大规模悬浮培养工艺的实验研究。
1.1.1 细胞系 sf 9昆虫细胞，购自武汉生物所，100～150代。
1.1.2 细胞培养液 Grace干粉培养基(Gibco)，每升添加0.35gNaHCO3、1.3g水解乳蛋白、3g酵母提取物，用Millipore超纯水溶解，稀HCl调节pH至6.2后，0.22mm滤芯除菌过滤；使用时添加10%热灭活胎牛血清(Hyclone)。
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在培养液和工艺未优化情况下
细胞悬浮培养密度可达 2.5 X 107cells/ml
一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间！
20-40ml 模拟反应器系统用于工艺优化研究。
激流式灌注反应器
激流式灌注反应器配合激流式生物反应器使用，采用新型外循环式纸片灌注培养工艺，以纸片作为载体，利用激流式细胞培养器控制溶氧、pH、温度等细胞生长条件。
◆ 激流式灌注反应器细胞生长数据
● 蛋白抗体生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量
细胞名称5L灌注系统（细胞数/克载
体×载体总重量150克）50L灌注系统（细胞数/克载体×
载体总重量1200克）
150L灌注系统（细胞数/克载体
×载体总重量3600克）
CHO-K1 13.7×108cells/g×150g 16.4×108cells/g×1200g 正在进行中
CHO-S 21.0×108cells/g×150g 25.0×108cells/g×1200g 18.0×108cells/g×3600g
结论：一个150L纸片载体灌注系统连续灌注和丰收一个月的体积产量相当于一个国际水平的1500L的大型流加悬浮 培养罐。
优势：一次性使用纸片灌注系统，工艺简单，细胞生存活力特别稳定，适合于发展中国家大规模蛋白质和抗体药物生产。
● 疫苗生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量
细胞名称 5L灌注系统（细胞数/克载体
×载体总重量150克）
50L灌注系统（细胞数/克载
体×载体总重量1200克）
150L灌注系统（细胞数/克载
体×载体总重量3600克）
VERO（人） 6.0×108cells/g×150g 6.5×108cells/g×1200g 正在进行中
MDCK（人） 5.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
Marc145（兽） 3.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
ST1（兽） 4.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
DF-1（鸡） 2.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
CIK（鱼） 1.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
EPC（鱼） 1.2×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中
结论：1、一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间，特别适合于大规模人用、兽（包括鸡和鱼）疫苗生产。
同时，也是适合烈性传染病（例如禽流感和SARS）国家和军队的疫苗应急生产方法。
2、低成本、一次性使用，适合于发展中国家大规模疫苗生产的全部中国制造的高端生物反应器。
优势：1、由于一次性使用纸片灌注系统细胞密度特别高，所以细胞之间生长的相互支持力度大，生存活力特别强。
2、与使用转瓶和微载体冲洗和酶消化的接种方法相比，一次性使用纸片灌注系统细胞容易冲洗和酶消化，所
以解决了逐级放大的接种问题。
3、实现DO、pH、温度等培养条件的自动控制
◆ 激流式灌注反应器的优势
● 系统无气升装置、鼓泡或搅拌器，使剪切力最小化。
● 培养液以一定流速流过纸片，供给贴壁依赖性细胞所需养分，在细胞周围形成稳定的流体轨道，可提供细胞生
长、交流和形成的三维结构。
● 新型纸片适用于多种细胞系，可提供传统培养模式（转瓶等）无法比拟的细胞吸附面积，更利于细胞吸附和生
长。
● 可解决贴壁培养放大问题，且空间占用少、操作简便、条件要求低。
● 一次性纸片灌注培养系统用后就弃，可避免交叉污染、缩短批间处理周期，无需清洗、消毒、验证，极大地提
高工作效率。
● 灌注袋事先经过γ射线照射，即拆即用。
灌注袋也适用于5L,50L,150L激流式反应器。
激流式灌注反应器培养体系能力比一般反应器高出20倍，是细胞商业化培养、疫苗工业大规模生产的首选。
激流式生物反应器
激流式生物反应器是一种全新概念的生物反应器，基于无鼓泡式新型传氧机制，它通过激流式振荡器机械摇动
产生激流而使培养液反复冲刷细胞培养袋内表面的氧分子层，进而使氧分子迅速溶解于培养液中，以满足细胞正常生
长和代谢的需求。
AmProtein 新型传氧机制的溶氧效率极高，为细胞高密度生长提供了理想的环境，并且避免了传统
鼓泡式给氧方法气泡破裂时对细胞的损伤以及强机械搅拌产生的剪切力对细胞的破坏，极大地提高了细胞存活率。
◆ 激流式生物反应器悬浮生长数据
● 5L工作体积：
细胞系 培养工艺 最大细胞密度 培养液优化
CHO-S 流加补料 2.0×107cells/ml 未优化
CHO-K1 流加补料 1.5×107cells/ml 未优化
SF9（昆虫） 批式培养 1.8×107cells/ml 未优化
● 50L工作体积：
CHO-S 流加补料 2.5×107cells/ml 未优化
CHO-K1 流加补料 2.0×107cells/ml 未优化
SF9（昆虫） 批式培养 未做 未优化
● 150L工作体积：
CHO-S 流加补料 1.8×107cells/ml 未优化
CHO-K1 流加补料 1.4×107cells/ml 未优化
SF9（昆虫） 批式培养 未做 未优化
◆ 激流式生物反应器的优势
●“激流式给氧机制”传氧效率极高,具有世界专利
● 激流式生物反应器起始细胞接种体积小，可从50ml开始逐步放大培养至所需的理想体积，最大工作体积可以 达300L，细胞培养密度可以达2.5×107/ml以上，细胞活力保持在90%以上，外源蛋白的表达量可以达到克级水平。
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