浅谈生物反应器(生物技术的反应器)

海潮机械 2023-01-07 07:32 编辑:admin 279阅读

1. 生物技术的反应器

  法国巴斯德研究所利用生物反应器进行Vero细胞的大规模培养获得成功以来,生物反应器便以其高密度、大规模、低成本的优势时引起广泛关注。与先进国家相比,我国动物细胞生物反应器方面的技术研究和装备严重滞后,国内用于动物细胞工业化大规模培养生产的人用和兽用疫苗生产技术正处于从转瓶培养向生物反应器悬浮培养技术转型的升级换代初期阶段。

生物反应器是动物细胞工业化大规模培养中的关键设备。生物反应器培养工艺,具有综合成本低、批量大、批间差小、所获得病毒抗原含量高等优点。一些有治疗作用的蛋白组分利用基因工程表达的生物反应器大规模的细胞培养平台的建立意义重大,特别是生物反应器细胞培养技术在生产中的应用,进一步提高了疫苗产品的质量。抗原滴度是疫苗的决定因素,滴度越高预防效果就越好。我国自行生产的疫苗由于生产技术落后,在质量上与国际先进水平存在很大差距,大部分企业的疫苗抗原滴度达不到国家规定要求,只能通过加入佐剂的方法提高免疫效果。添加佐剂后的疫苗,会使接种者产生局部疼痛、硬结等不良反应,特别是使用佐剂导致疫苗产生保护的时间大大滞后,致使很多患者等不及疫苗发挥作用就发病死亡。

生物反应器微载体培养VERO细胞和MARC145细胞,反应器接种细胞后,细胞贴附于微载体迅速生长,经培养后能长满微载体表面,细胞致密、轮廓清晰、形态良好,用结晶紫染色,细胞密度达到5×106个/毫升以上。多以单个细胞形式存在,细胞立体感强、透亮、轮廓清晰、形态良好,细胞密度达到3×106个/毫升以上,用苔盼兰染色,细胞活力在95%以上。通过在生物反应器内投放高密度微载体、使用特殊的培养基和采用独特设计的灌流工艺,生产出了高滴度的抗原。在对引起副反应的杂蛋白、DNA等杂质进行分离后,最终获得达到国际标准的合格无佐剂疫苗。

生物反应器细胞大规模培养技术作为生物制药中最为关键的技术,已成为我国生物技术药物产业化最难跨越的"门槛"。国内的生物制药企业已经感受到需要用反应器进行技术升级的迫切性, 生产技术的创新给疫苗生产企业带来历史发展机遇,同时也带来严峻的挑战。及时准确地掌握和应用不断发展创新的疫苗生产支撑技术将给疫苗生产企业带来持续发展的核心竞争能力。

我们正致力于细胞大规模培养制药工艺技术开发、细胞培养基研发和制造、细胞生物反应器设计和制造,必将推动我国生物制药技术的进步与发展。

2. 生物反应器概念

主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化.1.按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类.厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等.好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能.2,.按微生物的悬浮状态分为活性污泥法和生物膜法.活性污泥法微生物悬浮在污水中,如氧化沟,a2o,传统活性污泥法,sbr等等.生物膜法微生物附着在载体上,如生物转盘法,生物流化床等等.

3. 生物技术的反应器是什么

        生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术,将目标基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中,经胚胎移植,得到能在乳腺中表达转基因产品的个体,其乳腺组织可分泌生产“目的产品”,如具有药用价值的蛋白。

这些蛋白进入奶中,再通过回收含转基因蛋白的动物奶,就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。

4. 什么叫生物反应器?

流化桶生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术,将目标基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中,经胚胎移植,得到能在乳腺中表达转基因产品的个体,其乳腺组织可分泌生产“目的产品”,如具有药用价值的蛋白。

这些蛋白进入奶中,再通过回收含转基因蛋白的动物奶,就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。

5. 生物技术上的良好反应器

生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。

生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

6. 生物反应器作用

参与均相液液混合的液体必然是互溶的流体,搅拌操作的目的是使两种或两种以上的互溶物料达到分子级的均匀混合。互溶物料之间不存在物相界的分界面,在混合过程中,对物料流动时的剪切速度要求不高,但要求达到充分的对流循环。首先,在整个搅拌槽内应该做到无死角,使槽内各处流体的流动均匀。

然后,还要求流体的流动达到一定的湍流强度,以使得物料能在短时间内被均匀混合。

在均相液液混合过程中,两种物料首先以块团的形式进行相互结合。随着搅拌的进行,这些块团被逐渐打碎而变小,但每一块团仍是同一种物料,这个过程称为宏观混合过程。在宏观混合过程中,实际上已开始了两种物料块团间的分子量级的相互扩散,只不过这种扩散过程同块团被打碎而变小的过程相比不占主要地位。当物料的块团足够小以后,搅拌继续进行时,两种物料块团间的分子量级的扩散过程开始占主要地位,这个过程称为微观混合过程,正是在微观混合过程中,两种物料的均匀调和操作才最终完成。

对不同粘度的物料以及在不同的流动状态下,宏观混合过程和微观混合过程所需要的时间是有区别的。对于低粘度流体,在湍流状态下,两种物料块团间的分子量级的扩散过程作用得很快。因此,调和操作所需要的时间将主要由宏观混合过程所决定。而对于高粘度流体在层流状态下的搅拌操作,宏观混合过程和微观混合过程所需要的时间大致相当。

7. 生物技术的反应器是指

生物科学技术一般是指利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。

目前医用抗生素、农用抗生素等已有近200个品种,绝大部分都是发酵的产品。除抗生素外,发酵工程产品还包括氨基酸、工业用酶等。我们日常生活中常见的味精、维生素B2等也是发酵工程的产品。

8. 生物反应器是啥

动物与人类生活的关系:

(1)动物与生物反应器

①概念:科学家利用生物做“生产车间”,生产人类所需要的某些物质,这就是“生物反应器”。生物反应器可用于生产激素、单克隆抗体、营养蛋白、酶、疫苗、各种生长因子及其他一些药物等。

②乳房生物反应器:目前,最理想的一种生物反应器是“乳房生物反应器”,即人类通过对某种动物(如牛、羊)的遗传基因进行改造,使这些动物的乳房可以产生和分泌人们所需要的某些物质。 ③优点:利用生物反应器来生产人类所需要的某些物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用,可以减少复杂的生产程序和环境污染。

(2)动物与仿生

仿生学是模仿生物的某些外形或结构而制造出新仪器、新设备的科学。仿生学是与数学、物理、化学等自然科学密切相关的边缘科学,仿生学的发展与对生物结构和器官的认识水平的深度息息相关,所以随着各门科学的发展.仿生学也有了突飞猛进的发展。

仿生学应用实例:①长颈鹿与抗荷服;②蝙蝠回声定位与雷达;③乌龟的龟壳与薄壳建筑;④飞鸟与飞机;⑤海豚与潜水艇;⑥变色龙与迷彩服;⑦萤火虫与目光灯。

9. 常见的生物反应器

生物反应器,是指利用酶或生物体(如微生物、动植物细胞)所具有的特殊功能,在体外进行生物化学反应的装置系统。

生物反应器与化学反应器不同,化学反应器从原料进入到产物生成,常常需要加压和加热,是一个高能耗过程。而生物么应器则不同,在酶和微生物的参与下,在常温和常压下就可以进行化学合成。因此,生物反应器问世之后,应受到化工部门的重视。化学工程专家认为,应该尽可能多地让化学合成过程由生物去完成。设计理想的生物反应器,就成了现代生物技术产业的一个重要任务。

设计生物反应器时要考虑两点:一是选择特异性高的酶或适宜的活细胞作为催化剂,尽可能减少副产物,提高产品产量;二是尽可能提高产物的浓度,降低成本。

生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。

目前人们认为最理想的生物反应器是 乳房生物反应器

通过对奶牛进行基因改造,使之在乳汁中产生大量的目的蛋白,无论纯化还是使用都很方便