生物反应器的概况及发展前景

生物反应器是人们为适应生物反应的特点以获得人们所需的生物化学产品而设计的反应设备。生物反应器又称生化反应器。凡反应中采用整体微生物细胞时,反应器则称发酵罐;凡采用酶催化剂时,则称为酶反应器。另还有适用于动植物细胞大量培养的装置,称为动植物细胞培养用反应器。     

生物反应器研究与应用新进展

生物反应器（bioreactor）是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,其设计、放大是生化反应工程的中心内容。从反应过程上看,生物反应器根据培养对象的不同可分为以下几种。①微生物反应器和酶反应器。微生物反应器是生产中最基本也是最主要的设备,其作用就是按照发酵过程的工艺要求,保证和控制各种生化反应条件．如温度、     

微生物胞内酶(细胞)在气升式生物反应器中的大规模生产

气升式生物反应器由于周期变压和供氧特性在生产微生物胞内酶（细胞）时具有优良的性能,酶活力和稳定性的提高、发酵周期的缩短、单位能耗的降低、生产能力的提高,均显示了该反应器在传质、混合、流场特性、能耗等综合性能优越于机械搅拌发酵罐。     

动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中的通气方式

通气在动植物细胞或组织生物反应器培养过程中起着至关重要的作用,而同时通气过程所产生的机械损伤力亦可对细胞造成直接的伤害,因此,通气方式是动植物细胞或组织生物反应器培养过程设计与工程放大的关键技术之一。本文综述了动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中三种主要通气(异养培养时又称供氧)方式的结构特点,及其对气液传质、生物量、代谢产物量和细胞损伤的影响,以及改进的新型通气方式和几种通气方式的融合并用。     

使用旋转式生物反应器体外扩增人表皮细胞

目的：使用Cytodex-3微载体和高截面纵横比的旋转式生物反应器容器作为培养系统大规模扩增人表皮细胞（hECs）。方法：使用中性蛋白酶和胰蛋白酶．EDTA两步骤法从人皮肤中分离出人表皮细胞,使用DIL标记细胞后结合微载体后在旋转式生物反应器（RCCS）中培养,细胞贴附微载体的生长状态使用倒置显微镜,扫描电镜观测。并且分析细胞群体倍增时间来比较微重力培养与平面培养的体外增殖能力差异。结果：在旋转式生物反应器的微重力培养体系中,人表皮细胞能快速贴附到微载体表面,在培养过程中达到很大的细胞密度,并且表现出很强的增殖能力和细胞活性。结论：使用旋转式生物反应器和微载体悬浮培养人表皮细胞,是大量制备皮肤组织工程种子细胞的一种有效方法。     

利用生物反应器培养植物细胞的研究进展（Ⅱ）

介绍了当前用于植物细胞培养的生物反应器类型（搅拌式、气升式、转鼓式和鼓泡式生物反应器）及其特点,对各种类型的反应器进行了比较与选择;并进一步介绍了植物细胞固定化培养,提出今后利用反应器大规模培养植物细胞的发展研究方向。     

内循环气升式生物反应器培养甘草细胞

自行设计研制了７Ｌ,９Ｌ及２５Ｌ内循环气升式生物反应器,并应用于甘草细胞的放大培养研究。在接种量为８％（Ｗ／Ｖ）通气率为０．２—０．２５ｖｖｍ的条件下,甘草细胞在反应器中生长迅速。其中在９Ｌ反应器中生长最好,最高生物量达１６．２５ｇ／Ｌ,生长速率达０．９ｇ／Ｌ．ｄ,均高于摇瓶培养。培养过程中ｐＨ值、溶氧状况通过电极自动显示记录,说明设计的气升式生物反应器适合于甘草细胞的大规模培养。     

用无血清培养基在填充床生物反应生产rHuEPO

在填充床生物反应器用含５％ＦＢＳ的ＤＭＥＭ：Ｆ１２培养基培养产重组人促红细胞生成素（ｒＨｕＥＰＯ）的细胞Ｃ２８￣１０ｄ后,使用自制的无血清生产培养基（ＳＦＭ－ｐ）生产ｒＨｕＥＰＯ。ＳＦＭ－ｐ培养基既能维持细胞生长,又能生产ＥＰＯ,也便于纯化分离ｒＨｕＥＰＯ。使用填充床生物反应器培养细胞,能维持培养２０￣２５ｄ,ｒＨｕＥＰＯ表达水平达１２￣２８．４ｍｇ／Ｌ之间,反应器的产率达到７１．０ｍｇ／Ｌ／ｄ,     

生物反应器及其研究技术进展

阐述了生物反应器设计、放大的新理念及关键技术发展,并在此基础上综述了应用于生物技术产品生产的生物反应器的主要发展趋势,包括以代谢流分析为核心的生物反应器系统、基于计算流体力学模拟技术的传统发酵罐改良、微型生物反应器、动物细胞反应器和酶反应器。     

新型生物反应器结构研究进展

生物反应器是生物工程的核心设备,其结构的合理性直接决定反应器生物加工的效率。生物反应器的研究一直是生物工程的核心问题之一。随着青霉素的工业化生产,机械搅拌式生物反应器应运而生,此后,随着动植物细胞培养,高等真菌培养,藻类培养等生物过程的发展,人们相应开发了大量的生物反应器,其中以机械搅拌式生物反应器和气升式样生物反应器尤为突出,本文总结了近年来文献报道的新型生物反应器,主要阐述了机械搅拌式和气升式两类生物反应器结构的研究进展,对目前国内外报道的11种新型反应器典型结构进行了总结与分析。     

产业新动力——纤维素酶的研究与应用

纤维素酶（Cellulase）是把纤维素降解成葡萄糖、由多个酶协同作用的多酶体系,广泛存在于细菌、真菌和动植物细胞中,部分微生物体内有复杂的纤维素水解系统,可以有效地水解纤维素。目前微生物纤维素酶的研究较为集中,并已广泛应用于生物乙醇生产、食品加工提纯、酿造工业发酵、纺织后整理和饲料加工等多个领域。     

磁处理光生物反应器的研制及其应用研究

开发出一种新型气升式外环流磁处理光生物反应器,将其应用于钝顶螺旋藻的高细胞密度培养,并从光合作用的角度对磁致生物效应机理进行了初步探讨。光生物反应器主要由反应器主体（气升管道、下降管、除气室）、在线检测与控制系统,以及磁处理、光照、热交换和供所系统组成。结果表明,采用该生物反应器在０＜Ｈ＜３２０ｋＡ／ｍ的磁场强度范围内培养钝顶螺旋藻,不仅能显著加快藻细胞生长速度,而且可提高最大细胞干重浓度。钝顶螺     

植物细胞大规模培养生物反应器研制概况

本文对植物细胞培养中使用的搅拌式生物反应器,气升式生物反应器,固定化细胞生物反应器,光照培养生物反应器和其它新型生物反应器装置进行了全面的评述。     

膜生物反应器中的生物学特征

由于在膜生物反应器内膜的截留作用 ,使膜生物反应器内的一些生物学特征与传统的活性污泥过程有所不同。本文系统地阐述了膜生物反应器内的微生物群落、活性污泥及微生物产物的生理生化特征。     

乳腺生物反应器特异高效表达载体的构建

乳腺生物反应器具有广阔的开发前景,而提高目的基因的表达量是该领域一个重要的研究课题。因此,选用强的非特异性启动子pCAG,而不是乳腺特异性启动子来实现高效表达;通过Cre/loxP系统和山羊β-乳球蛋白启动区（pBLG）表达Cre重组酶来实现载体的自删除以达到乳腺特异表达的目的。方法：构建含PolyA终止信号的Cre乳腺特异表达元件PolyA-pBLG-cre,插至强启动子pCAG驱动的报告基因lacZ表达载体中,构建成乳腺特异表达载体pCBCZ（pCAG-loxP-PolyA-pBLG-cre-loxP-lacZ）。转染细胞实验结果：PCR鉴定确认pCBCZ载体在小鼠乳腺上皮细胞（HC11）中发生Cre-loxP同源重组。X-Gal染色表明载体能驱动lacZ在HC11细胞中高效表达β-半乳糖苷酶,而在NIH 3T3细胞中仅少量表达。结论：构建的pCBCZ载体能高效驱动外源基因在乳腺细胞中表达,且具有较好的乳腺特异性,为研发乳腺生物反应器表达载体提供新的方法。     

生物造粒流化床微生物落结构及其动态变化

为了研究生物造粒流化床污水处理反应器颗粒污泥中微生物群落结构及其动态变化,分别从生物造粒流化床10、60、110cm处取颗粒污泥,通过细胞裂解直接提取颗粒污泥细菌基因组DNA。以细菌和古细菌16S rRNA基因通用引物530F/1490R,对活性污泥中提取的细菌基因组DNA进行PCR扩增,长约1kb的PCR扩增产物纯化后经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离,获得微生物群落的DNA特征指纹图谱。结果显示,生物造粒流化床反应器颗粒污泥中的微生物群落非常丰富,在10cm处微生物的种属达到23种,60cm处为21种,110cm处为20种;生物造粒流化床不同高度都有一些各自的特有种属和共有种属,反应器不同高度的微生物群落演替不明显,微生物群落相似性为83.1%,群落结构较为稳定。     

生物造粒流化床微生物群落结构及其动态变化

为了研究生物适粒流化床污水处理反应器颗粒污泥中微生物群落结构及其动态变化,分别从生物造粒流化床10、60、110 cm处取颗粒污泥,通过细胞裂解直接提取颗粒污泥细菌基因组DNA.以细菌和古细菌16S rRNA基因通用引物530F/1490R,对活性污泥中提取的细菌基因组DNA进行PCR扩增,长约1 kb的PCR扩增产物纯化后经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离,获得微生物群落的DNA特征指纹图谱.结果显示,生物造粒流化床反应器颗粒污泥中的微生物群落非常丰富,在10 cm处微生物的种属达到23种,60 cm处为21种,110 cm处为20种;生物造粒流化床不同高度都有一些各自的特有种属和共有种属,反应器不同高度的微生物群落演替不明显,微生物群落相似性为83.1%,群落结构较为稳定.     

VERO细胞生物反应器放大培养初探

目的:研究用生物反应器放大进行Vero细胞微载体培养,实现生物反应器之间Veto细胞放大培养.方法:5L微载体生物反应器以10g/L微载体浓度培养Vero细胞,96h时经漂洗、消化、接种于30L微载体生物反应器,实现放大后的30L微载体生物反应器细胞怏速增殖,期间对不同时期的微载体细胞进行细胞计数、细胞代谢分析和形态观察.结果:5L生物反应器细胞经过96h灌注培养,平均细胞密度达到7.81×10~6cells/mL.5L微载体细胞放大到30L微载体生物反应器,平均细胞收获率为32.3%;放大到30L生物反应器后经过144h培养,细胞密度达到9.19×10~6cells/mL;放大后的细胞代谢途径依然以葡萄糖氧化代谢乳酸为主.结论:生物反应器由5L到30L进行Veto细胞放大培养是可行的.     

植物细胞培养生物反应器的种类特点及展望

生物反应器技术应用于植物细胞培养既可以打破环境条件的限制,又有助于生产过程的人为调控,为植物细胞大规模培养或工厂化直接生产植物细胞有用代谢产物创造了条件,是当前植物细胞培养工作的研究热点。在介绍植物细胞培养特点的基础上,对适用于植物细胞培养的各类生物反应器(搅拌式生物反应器、非搅拌式生物反应器、用于植物细胞固定化培养的生物反应器、光生物反应器以及一次性培养生物反应器)的原理、优缺点等进行比较分析,最后提出了植物细胞培养生物反应器研究的发展方向,以期为植物细胞培养生物反应器的选择及改良提供参考。     

微生物农药生产技术进展

微生物农药生产技术进展胡庆堂,李佐虎（中科院化工冶金研究所生化工程室北京１０００８０）一、前言微生物农药是利用自然生态中存在着的能杀灭农作物害虫的微生物,进行大规模人工培养而制备的生物杀虫剂。微生物农药因其不污染环境、不伤害害虫天敌、对人和动植物安全、害虫难以产生抗药性等特点,而受到世界各国的高度重视。