接下來介紹生物反應(yīng)器說明
反應(yīng)器靠攪拌槳提供液相攪拌的動力，它有較大的操作范圍、良好的混合性和濃度均勻性，因此在生物反應(yīng)中被廣泛使用。但由于動物細胞沒有細胞壁的保護，因此對剪切作用十分敏感，直接的機械攪拌很容易對其造成損害，傳統(tǒng)的用于微生物的攪拌反應(yīng)器用作動物細胞的培養(yǎng)顯然是不合適的。所以，動物細胞培養(yǎng)中的攪拌式反應(yīng)器都是經(jīng)過改進的，包括改進供氧方式、攪拌槳的形式及在反應(yīng)器內(nèi)加裝輔件等。
供氧方式的改進
一般情況下攪拌式反應(yīng)器還常伴有鼓泡，為細胞生長提供所需氧分。由于動物細胞對鼓泡的剪胞生長提供所需氧分。由于動物細胞對鼓泡的剪切也很敏感，所以人們在供氧方式的改進上做了許多工作?；\式供氧是攪拌式動物細胞反應(yīng)器供氧方式的一種，即氣泡用絲網(wǎng)隔開，不與細胞直接接觸；反應(yīng)器既能保證混合效果又有盡可能小的剪切力，以滿足細胞生長的要求。北野昭一報道了一個經(jīng)過改進的攪拌式動物細胞反應(yīng)器，整體呈梨形，攪拌置于反應(yīng)器底部，在攪拌軸外裝了一個錐形不銹鋼絲網(wǎng)與攪拌軸一起轉(zhuǎn)動。軸心處的鼓泡管在絲網(wǎng)內(nèi)側(cè)鼓泡，絲網(wǎng)外側(cè)的細胞不與氣泡直接接觸。
槳的改進
槳的形式對細胞生長的影響非常大，這方面的改進主要考慮如何減小細胞所受的剪切力。有人對攪拌槳的形式作了改進，并在反應(yīng)器內(nèi)加裝了輔件，實驗證明改進后的反應(yīng)器適用于對剪切力敏感的細胞進行高密度培養(yǎng)。反應(yīng)器采用了一個雙螺旋帶狀攪拌槳，頂部的法蘭蓋上安裝了3塊表面擋板。每塊擋板相對于徑向的夾角為30 ，垂直插入液面。擋板的存在減小了液面上的旋渦。這個反應(yīng)器維持了較小的剪切力，實驗中用于昆蟲細胞的培養(yǎng)，最終的培養(yǎng)密度達到6 106個/mL，成活率在98%以上。
生物反應(yīng)器
生物反應(yīng)器用于動物細胞培養(yǎng)存在的最大缺點是剪切力大，容易損傷細胞，雖然經(jīng)過各種改進，這個問題仍很難避免。相比之下，非攪拌式反應(yīng)器產(chǎn)生的剪切力較小，在動物細胞培養(yǎng)中表現(xiàn)出了較強的優(yōu)勢。
（1）填充床反應(yīng)器填充是在反應(yīng)器中填充一定材質(zhì)的填充物，供細胞貼壁生長。營養(yǎng)液通過循環(huán)灌流的方式提供，并可在循環(huán)過程中不斷補充。細胞生長所需的氧分也可以在反應(yīng)器外通過循環(huán)的營養(yǎng)液攜帶，因而不會有氣泡傷及細胞。這類反應(yīng)器剪切力小，適合細胞高密度生長。
（2）中空纖維反應(yīng)器中空纖維反應(yīng)器由于剪切力小而廣泛用于動物細胞的培養(yǎng)。這類反應(yīng)器由中空纖維管組成，每根中空纖維管的內(nèi)徑約為200 m，壁厚為50～70 m。管壁是多孔膜，O2和CO2等小分子可以自由透過膜擴散，動物細胞貼附在中空纖維管外壁生長，可以很方便地獲取氧分。
（3）氣升式生物反應(yīng)器氣升式生物反應(yīng)器(airliftbioreactor)也是實現(xiàn)動物細胞高密度培養(yǎng)的常用設(shè)備之一，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。有人在氣升式反應(yīng)器中利用微載體培養(yǎng)技術(shù)，研究了Vero細胞高密度培養(yǎng)的工藝條件。證明氣升式反應(yīng)器中懸浮微載體培養(yǎng)Vero細胞，在加入適量保護劑、營養(yǎng)供應(yīng)充足的情況下，細胞可以正常生長至長滿微載體表面，終密度可達1.13 106個/mL。