生物反应器的现状及发展戴晓云

生物反应器的现状及发展

戴晓云

概念

•广义的生物反应器

广义的生物应

所有的动物体,植物体,及它们的器官和组织都可以成为广义的生物反应器

•传统生物反应器

生物反应器种类繁多

MR 薄膜反应器VSF 全透明反应器

生物反应器种类繁多

HTP

EMR

酶膜反应器

实验室小型生物反应器

可能用到的控制参数

▪Temp ▪▪Weight

▪

▪Viscosity

Agitation ▪PH

Pressure ▪OD

▪Aeration ▪pO2▪Glucose

▪CO2

And

p

▪Antifoam L l ▪NH3

I h

▪Level▪Ions▪much more…..

主要参数的控制及分类•补料：批次，流加，连续（半），灌注料批次流加连续半灌

•供气：表层，深层，微泡，无泡

搅拌：单层多层底搅拌顶搅拌•搅拌：单层，多层，底搅拌，顶搅拌气升式，机械搅拌，磁力搅拌

动物细胞培养系统

3 L……to 25000 L

Microcarriers 微载体

Fixed bed 固定床

Suspension 悬浮

Perfusion灌注培养

无泡通气搅拌系统

生物反应器使用顺序

•实验室：细胞筛选，培养基筛选

实验筛培养基筛

•中试（GLP）：产物表达优化，

确定放大参数

为临床提供原料（cGMP）•生产（cGMP）：APIs 生产

APIs

PAT

制剂

生物反应器必须满足的要求•生物因素：生物相容，模拟体内环境

生物素生物容模拟体内境•化学因素：符合过程反应动力学要求•传质因素：保证物质快速均匀传递(CFD)•传热因素：加入和转移热量，无过热点•监控因素：在线过程监控，环境代谢调节监控因素：在线过程监控环境代谢调节•安全因素：防内外污染，符合Biosafety •操作因素：便于操作和维修

规模

•实验室规模，中试及生产规模

实验模中生产模

•单体，自动化，工业模块化，系统集成

细胞培养中试系统

中试生产系统

中试放大实验的主要内容•建细胞库

建库

•探索工艺可行性并验证

•检验方法和质控标准

•制剂和成品的初步稳定性研究

•制造和检定记录和规程草案

•参比品的制备和标定

•提供动物实验和临床研究用产品

中试放大实验的主要问题•

培养基优化

胞条件控制

•细胞生长的条件及控制

•产物表达的条件及控制

•污染的控制

•产物有效回收

•硬件及过程参数优化

•自动化及控制系统策略

•质控体系的建立

全自动化大规模动物细胞培养系统

工业模块化系统

大规模集成化细胞培养

WFI 系统WFI

CIP 系统CIP

管道连接

培养基储存系统

单抗生产车间培养罐的补料系统

功能强大的可视化操作界面

生物反应工业化系统设计

上游

下游

布局

细胞培养大厅

工艺罐

培养基配置及细胞培养系统

收获系统

生物反应器发展的推动力

•新工艺

•新方法（代谢等）

•新材料

•新检测手段（近红外＆SPR）

•新控制策略

•新质控要求(BSE etc)

•新成本要求（Bag Bioreactor）

成功要素•高效工程菌（细胞）株的构建高效菌株的构建

•培养基的优化

•生物反应器系统设计

•SIP&CIP及公用工程

•实时监控

•隐患排除

•严格执行cGMP

基因工程产品实验室中试生产规模

各类疫苗微生物

成套工程抗菌素类动物细胞

生物食品类生物农药植物细胞

间歇

生物肥料类流加

生物能源类环境保护连续

灌注

其他生物医药, 如血液制品

其他生物医药工艺

Bioengineering AG Bioengineering AG 请您多多指教

谢谢！