1. 细胞生物反应器类型的选择
常见的生物反应器有细胞培养生物反应器、微生物反应器、动物生物反应器、植物生物反应器、酶生物反应器、膜生物反应器等。
生物反应器 是生物生产过程中的关键设备。它能在不同要求的规模上为细胞的增殖,酶的催化反应和发酵代谢产物的形成提供良好的环境条件。
2. 细胞生物反应器清洗
航空航天:
自上世纪60年代初以来,液氧燃料已应用于大量二元推进剂飞行器的准备和发射。
汽车及运输设备:
氧气可用作等离子切割气体以及激光切割辅助气体,还可少量添加用作保护气体。
化学品:
环氧乙烷和二氧化钛等重要化学品要求使用纯度最高的氧气。此外,氧气还可用于提高氧化过程的生产能力。
能源:
氧气代替空气可提高许多行业的效能和资本利用效率,还可实现碳捕集过程。锅炉和程序加热器以及工业发酵罐和气化过程,亦通常使用氧气提高生产效率。
玻璃制造:
氧气是一种能够提高生产效率的工业气体,可用于增强玻璃熔炉燃烧并减少氮氧化物的排放量。
医疗保健:
用于协助低氧血症和缺氧症的治疗和预防。
金属生产:
作为一种工业气体,氧气用于取代空气或提高空气氧含量,从而提高黑色金属和有色金属生产中的燃烧效率。
医药及生物技术:
氧气是细胞生长的关键要素,常用于发酵罐和生物反应器。
纸浆和造纸:
作为一种工业气体,氧气应用于去木质、氧化提取和废水处理时,可帮助用户满足严格的环保法规要求。
炼油:
氧气广泛应用于炼油厂,可提高流化催化裂化设备和硫回收装置的生产能力,并改善废水处理效果。
水和废水处理:
作为一种工业气体,氧气可在曝气池中用作空气的补充气体甚至是替代气体,以最大限度地提高处理能力,实现挥发性有机化合物排放量最小化,减少气味和泡沫并提高灵活性。氧气还可用作水消毒用臭氧的原料气。
焊接及金属:
加工氧气可用作等离子切割气体以及激光切割辅助气体,还可少量添加用作保护气体。
冶金:
氧气作为助燃剂,提高燃烧热值,提高冶金效率。
3. 细胞生物反应器的放大计算
一次性生物反应器不可以无限放大,因为有一定的限度
4. 细胞生物反应器在整个培养工艺过程中需要控制哪些参数
生物工程专业考研方向1:微生物学研究方向:
01海洋微生物学;02微生物生理生化;03微生物遗传与分子生物学;04微生物资源与生态;05应用微生物与发酵技术;06资源和环境微生物学;07海洋微生物学;08微生物生理生化。生物工程专业考研方向2:生物工程生物工程专业适用面广,易转专业,可以进一步学习上游的生命科学,也可以学习下游的实用工程学科。
就业领域广泛,比如制药,食品,科研,或技术开发等。
读研选择余地大,可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大。
读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景。
生物工程专业考研方向3:生物化工生物化工的研究方向主要有:
01生化反应工艺与工程;02生物反应器工程;03生物反应过程检测与控制;04生化分离工程;05细胞培养工程。
5. 动物细胞生物反应器
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。
6. 细胞生物反应器的结构与操作
生物膜是指构成细胞的所有膜结构的总称,又叫细胞膜。电镜下呈两暗夹一明的结构。质膜是细胞壁之内,细胞质外面的一层微膜。质膜内包裹细胞器的微膜叫内膜,或内膜系统。
微生物在经历不可逆附着过程后,开始逐渐适应生存环境,并在载体表面逐渐形成小的,分散的微生物。这些初始菌落首先在载体表面不规则处形成。这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表面特性。在实际生物膜反应器启动时,要控制这一阶段是很困难的。在适应期形成的分散菌落开始迅速增长,逐渐覆盖载体表面。生物膜厚度可以达到几十μm。多聚糖及蛋白质产率增加,大量消耗溶解氧,后期氧成为限制因素,此阶段结束时,生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值,这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。
7. 细胞生物反应器在整个培养工艺中的作用
动物细胞的培养基的种类和组成分3类:
1、天然培养基
2、合成培养基
3、无血清培养基
天然培养基:
天然培养基主要取自动物体液或从动物组织分离提取。其优点是营养成分丰富,培养效果良好,缺点是成分复杂,来源受限。天然培养基/液的种类很多,包括生物性液体(如血清);组织浸液(如胚胎浸液);凝固剂(如血浆)等。
合成培养基:
合成培养基(synthetic medium),又称为组合培养基,是通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂与蒸馏水配制而成的,其所含的成分(包括微量元素在内)以及他们的量都是确切可知的。合成培养基一般用于实验室中进行的营养、代谢、遗传、鉴定和生物测定等定量要求较高的研究。
无血清培养基:
无血清培养基和试剂被广泛的应用于培养哺乳动物和无脊椎动物细胞以制备单克隆抗体,病毒抗原和重组蛋白等。大多数的无血清培养基含有向细胞内转运离子的转铁蛋白和调节葡萄糖摄取量的胰岛素,以及一些蛋白质和清蛋白,纤维蛋白,胎球蛋白等,这些蛋白在细胞培养中发挥各种不同的功能,如提供细胞贴壁所需的基质,抗生物反应器剪切力,作为脂质和其他生长分化因子的载体等。