生物反應器是近年來出現(xiàn)的一種能夠在生物工程領域中進行應用的裝置，它的主要用途是進行組織培養(yǎng)或?qū)M織運動進行模擬，生物反應器因自身所具備的多樣化功能，在諸多領域中得到廣泛應用。

膜-生物反應器

這種生物反應器簡稱MBR，它是一種將膜分離與生物處理兩項技術融為一體的新型污水處理工藝，借助膜的高效分離作用，可以徹底將污泥和水分離開，從而使出水的水質(zhì)達到最優(yōu)。近年來，我國加大了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度，很多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模隨之進一步擴大，與此同時，工業(yè)廢水的排放量劇增，對自然生態(tài)環(huán)境造成了極其嚴重的污染和破壞。

膜生物反應器以其自身所具備的生物降解能力，為工業(yè)廢水處理提供給了強有力的技術支撐，雖然受到投資成本和膜污染等因素的影響和制約，但隨著近年來對膜生物反應器技術的研究不斷深入，相信在不遠的將來，膜生物反應器將會在工業(yè)廢水領域中獲得越來越廣泛的應用。

膜生物反應器使用現(xiàn)狀：

膜生物反應器在我國城市污水處理中所占的比例最高，約為57%，在工業(yè)廢水處理中約占41%，由此可見，膜生物反應器在工業(yè)廢水處理中有著廣闊的應用前景。目前，我國萬噸級以上的膜生物反應器項目有40多座，其在不斷地發(fā)展中日漸成熟，雖然如此，但膜生物反應器仍存在一些問題，如膜污染造成的高能耗和高成本、設備運維費用高、膜產(chǎn)品的規(guī)格不統(tǒng)一、行業(yè)標準不完善等等。

膜生物反應器研究方向：

在未來一段時期，可將膜生物反應器的研究方向集中在如下幾個方面：

①加大高性能膜材料的研究力度，增強膜的機械強度和化學穩(wěn)定性，進一步提升其使用年限，降低更換成本;

②對膜污染防治技術進行深入研究，從膜生物反應器污染的機理入手，采取有效的技術措施，降低膜污染所帶來的能耗，盡快研究出耐污染性能較高的膜組件。

③對預處理工藝的優(yōu)化方法和途徑進行研究，通過預處理，除能夠降低膜污染之外，還能降低能耗，有助于確保出水水質(zhì)的最優(yōu)化。

④對行業(yè)標準進行完善，構(gòu)建一套膜生物反應器設計的標準，為該技術的推廣應用提供保障。

一次性生物反應器

這是目前比較新的一類生物反應器，它的體積從10ml到2m3不等，可用于如下領域：疫苗生產(chǎn)、蛋白重組、篩選試驗等等。

一次性生物反應器的核心組成部分是帶有預先滅菌功能的培養(yǎng)容器，它的制作材料非常特殊，只能進行單次使用，不可以重復利用，故此稱之為一次性生物反應器。不同類型的培養(yǎng)在材料的選取、結(jié)構(gòu)設計、功率輸入等方面均有所差別。

一次性生物反應器的類型：

一次性生物反應器的研究集中在以下幾種類型上：搖動式、攪拌式、波浪混合式，這些類型的生物反應器全可以為細胞提供良好的生長環(huán)境，相關試驗結(jié)果表明，最大細胞密度與蛋白產(chǎn)量可以達到不銹鋼生物反應器的水平。隨著此類反應器的不斷發(fā)展和研究的逐步深入，其培養(yǎng)規(guī)模與應用范圍隨之進一步擴大，細胞株、干細胞均可用其進行培養(yǎng)。

一次性生物反應器的發(fā)展現(xiàn)狀：

對于動物細胞一次性生物反應器而言，其類型的選擇主要取決于如下因素：培養(yǎng)生物量、細胞株特性等，同時，反應器的最大培養(yǎng)體積和流體參數(shù)、剪切力分布以及混合時間等技術指標也同樣重要。以波浪式為例，此類反應器具備低剪切力的特點，適用于對剪切力較為敏感的細胞株。

目前，生產(chǎn)規(guī)模在500L以上的一次性生物反應器的類型只有攪拌式，此類反應器只裝備了一些基本設備，如環(huán)形通氣管、水平攪拌槳等，從而使其適用范圍受到一定的限制。雖然如此，一次性生物反應器的發(fā)展前景仍十分樂觀，從而為其推廣應用提供了條件。操作簡單、適用范圍廣、生物安全性高、優(yōu)化過程簡單、投入成本較低是一次性生物反應器較為突出的優(yōu)點，由此促進了它的深入發(fā)展。

三維反應器

在傳統(tǒng)的組織工程中，使用的反應器基本采用的都是靜態(tài)的培養(yǎng)方式，從專業(yè)的角度上講就是單層細胞培養(yǎng)，這種細胞支架共培技術在營養(yǎng)的傳輸方面不會受到營養(yǎng)本身的限制，這是因為營養(yǎng)的被動擴散可以通過10μm的厚度。如果組織的厚度大于100μm時，便會對營養(yǎng)物質(zhì)的擴散造成一定的限制，可能會導致細胞無法在支架深處存活，從而影響反應效果。

三維細胞培養(yǎng)技術是將具有三維結(jié)構(gòu)特點的不同材料的載體與不同種類的細胞在體外進行共同的培養(yǎng)，從而使細胞可以在載體的三維空間中進行生長和遷移，進而構(gòu)成三維復合物。目前，該技術在以下領域中得到了廣泛的應用，如器官再造、血管二次發(fā)育、組織形成、毒理實驗、新藥療效分析等等。

旋轉(zhuǎn)灌注式生物反應器是一種新型的反應器，它可以使培養(yǎng)液流過微管道，并使其上的細胞獲得充足的養(yǎng)分，便于支架內(nèi)代謝產(chǎn)物的排出，從而使細胞基質(zhì)的分泌更多，分布更均勻。因此類反應器所提供的是一種動態(tài)培養(yǎng)的環(huán)境，加之具有應力刺激效果，因此可確保細胞在支架中心的存活率，有助于細胞功能的充分發(fā)揮。

綜上所述，生物反應器以其自身所具備的諸多優(yōu)點，在諸多領域中獲得廣泛應用。為在現(xiàn)有的基礎上，進一步推動生物反應器的發(fā)展，應當加大對相關方面的力度，除對現(xiàn)有的生物反應器進行逐步改進和完善之外，還應設計開發(fā)一些新的生物反應器，使其能夠更好地為各個領域服務。

2018-10-31 11:15:57 1505次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_1317.html 熱門標簽：
發(fā)酵罐是發(fā)酵的核心設備，為發(fā)酵過程提供良好的反應環(huán)境。發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)主要包括反應容器和控制系統(tǒng)兩大部分，反應容器提供發(fā)酵過程的反應環(huán)境，控制系統(tǒng)將反應環(huán)境控制在設定目標值。

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生物安全柜是一種負壓凈化工作臺，可以防止操作者和環(huán)境暴露于實驗室過程中產(chǎn)生的有害氣溶膠，是傳染性微生物的牢籠。

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液氮罐一般可分為液氮貯存罐、液氮運輸罐兩種。貯存罐主要用于室內(nèi)液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態(tài)下作遠距離運輸使用；液氮運輸罐為了滿足運輸?shù)臈l件，作了專門的防震設計。

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細胞破碎儀進行粉碎破碎是目前在生物生產(chǎn)中最常用的破碎儀器。對不同菌種的發(fā)酵液。破碎的效果差別較大。一般地，桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細菌細胞比革蘭氏陽性細菌細胞較易破碎，對酵母菌的效果較差。

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無菌隔離器就是采用無菌隔離技術而帶來的一個高度沾凈、持續(xù)有效的操作空間，它能最大限度的降低微生物、各種微粒的污染，從而提高無菌檢驗的準確性。

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