一种用于微藻培养的新型板式光生物反应器

微藻的闪光效应可以大幅提高微藻的光效率,提高微藻产量。通过在传统的板式光生物反应器中加入斜挡板以增强微藻的闪光效应。以小球藻为模型藻种,考察了新型板式光生物反应器内不同光强和不同进口流速对小球藻生长速率和光效率的影响。结果表明,当进口流速为0.16 m/s时,随着光强的提高,小球藻的细胞浓度逐渐增加,光效率逐渐降低;在500μmol/(m2·s)的光强条件下,小球藻细胞浓度和光效率均随着进口流速的提高而增加。新型板式光生物反应器内小球藻的细胞浓度比传统板式光生物反应器提高了39.23%,表明在传统板式光生物反应器内加入斜挡板可有效增强微藻的闪光效应。     

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     

不同光程对Palmellococcus miniatus生长的影响

本文研究了在室外条件下不同光程的光生物反应器对Palmellococcus miniatus生长速率的影响,结果表明在室外,光生物反应器光程越小,藻细胞的生长速率越高,在光程1cm反应器中达到最高,比生长速率为0.37d-1,生物量产率为163mg L-1 d-1。反应器光程越大,培养系统单位表面积生产速率越大,在光程20cm的反应器中达到最大,为7.24g m-2 d-1。     

利用盐藻（Dunaliella）培养生产β—胡萝卜素

盐藻是一种高含β－胡萝卜素的广盐性微藻。本文介绍了β－胡萝卜的功能、生产方法、协菏的生物学特征,研究了利用盐藻生产β－胡萝卜素的优化工艺条件和新型光生物反应器的开发应用。     

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。     

用管式光生物反应器培养螺旋藻的研究

微藻大规模培养主要有敞开式大池培养和封闭式光生物反应器培养两种主要方式。管式光生物反应器是封闭式光生物反应器的主要类型之一。与其它类型相比,管式光生物反应器放大较易,成本较低。国外关于管式光生物反应器已有不少研究［１～３］但关于管式光生物反应器产率与光强和光暗比的关系等方面的研究尚未得出明确的结论。国内管式光生物反应器的研究较少［４］,尚未见有关管式光生物反应器中微藻悬浮液流变特性基础参数和产率影响因素的报道。螺旋藻是丝状体蓝藻,螺旋藻蛋白质含量高,其蛋白质所含必需氨基酸丰富,是国内外大规模商业…     

新型植物生物反应器研究进展

植物生物反应器生产重组药用蛋白的研究已经逐渐被人们所关注,其应用也越来越广泛。对几种新型的植物生物反应器生产药用蛋白的研发及现状进行了阐述,分析了几种新型植物生物反应器的优势及限制其产业化发展的因素,并对其发展前景进行了展望。     

光生物反应器培养微藻研究进展

微藻具有固定CO2和净化有机废水的能力,在环保、食品饲（饵）料、医药和生物能源开发等领域备受关注,但规模化培养及其产业化仍是研究的难点,亟待解决。就常用于大规模培养微藻的光生物反应器的特点和结构进行了综述。其中,封闭式微藻光生物反应器能够较好地调控藻种的培养条件、不易遭受污染,藻种的纯度容易控制,但培养规模小,生产成本较高;而开放式微藻光生物反应器无法精确控制藻种生长环境,但生产规模大、产量高、生产成本低,因此应用广泛。最佳的方法是综合两者优点,即首先利用封闭式微藻光生物反应器进行中试放大,大量繁殖藻种,然后投入开放式微藻光生物反应器内进行大规模商业生产,此方法有望成为微藻光生物反应器的发展方向,以期为微藻大规模培养提供参考借鉴。     

封闭式光生物反应器研究进展

国际上80～90年代,封闭式光生物反应器是微藻生物技术的重要研究热点,也是微藻生物技术产业化的关键技术之一。本文较全面地介绍了用于微藻大规模培养的封闭式光生物反应器研究现状。将封闭式光生物反应器分为柱式、管式、板式和光导纤维反应器等类型。工业放大前景的管式和板式光生物反应器采取了典型个案分析的方法,列表比较了典型反应器的主要技术参数,并对它们的技术发展趋势进行了归纳总结。     

大规模微藻光生物反应器的研究进展

微藻同时具备CO2固定和有机废水生物净化的双重效果,且微藻生物质在食品、饲(饵)料、生物能源开发等领域受到广泛关注,然而高效的微藻光生物反应器是微藻大规模养殖的重要瓶颈问题之一。本文中,笔者综述了封闭式微藻光生物反应器的类型、基本结构及其优缺点,对开放式微藻光合反应器陆续被改善、研发和试用进行了介绍,同时对开发复合型微藻光合反应器以及采用封闭型微藻光合反应器制种和开放式光合反应器快速生产的微藻养殖模式进行了简述,以期为微藻的大规模培养提供一定参考依据。     

转基因动物生物反应器研究及产业化进程

<正>概述了生物反应器的概念与分类,介绍并比较了不同动物生物反应器的研究现状和发展前景,提出乳腺是生产结构和功能复杂的重组蛋白的最佳生物反应器,具有广泛的应用潜力,可在生产新型牛奶和药用珍稀蛋白等方面为人类做出巨大的贡献。同时指出了包括乳腺反应器在内的动物生物反应器存在的问题,对乳腺生物反应器的应用前景进行了展望。     

管道式光生物反应器的设计和性能

该文概述了管道式光生物反应器在设计上对性能的要求,对影响光生物反应器培养效率的各种生长条件如光能利用效率、CO2利用效率、环境温度、溶解氧等问题进行了探讨,指出高效并可自动调节的藻液循环混合系统对于高密度海藻培养是非常重要的,提出了能否自动清洗光生物反应器内壁是判断光生物反应器是否可用于工业化生产的关键。     

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——杜氏盐藻研究进展

转基因植物作为生物反应器生产外源物质已成为基因工程领域的研究热点之一 ,而杜氏盐藻 (Dunaliellasalina)作为新型生物反应器生产外源蛋白具有独特的优点 ,就盐藻这一生物反应器的特点、存在问题和开发应用前景等的最近研究进展作一简要综述。     

植物生物反应器的研究进展

利用植物生物反应器生产外源蛋白是一个有吸引力的廉价生产系统,以下介绍了植物生物反应器的不同表达系统,及其各个系统的发展进程和研究现状等。重点论述了应用植物各大表达系统生产疫苗、抗体和医用蛋白等方面的情况以及本实验室在这一领域的研究情况。随着该领域研究的进展,植物生物反应器用于生产低成本药用蛋白的产业化将显示出越来越良好的发展前景。     

光径及氮浓度对缺刻缘绿藻生长、油脂和花生四烯酸积累的影响

以缺刻缘绿藻(Parietochloris incisa)为实验材料, 采用BG-11培养基, 分别在2种氮浓度和3种不同光径(LP)的柱状和平板光生物反应器中进行培养, 并探究其生长、油脂和花生四烯酸(AA)的积累规律。结果显示: 在两种光生物反应器中, 光径越小, 越有利于缺刻缘绿藻的生长。其中, 最大生物量均在17.6 mmol/L氮浓度时获得, 分别为5.09 g/L(2.5 cm-柱状)和2.98 g/L(3.0 cm-平板); 而最高油脂和AA绝对含量则均在1.0 mmol/L氮浓度和最大光径处获得, 分别为39.23%、13.21%(6.0 cm-柱状)和40.74%、11.33%(5.0 cm-平板); 另外, 两种光生物反应器中的最大油脂单位体积产率分别可以达到216.39 mg/(L·d)(17.6 mmol/L; 2.5 cm-柱状)和135.93 mg/(L·d)(1.0 mmol/L; 1.5 cm-平板); 而最高的AA单位体积产率均在1.0 mmol/L低氮条件, 最大光径处达到最大, 分别为21.65 mg/(L·d)(6.0 cm-柱状)和19.42 mg/(L·d)(5.0 cm-平板)。因此, 根据实际生产需要, 在1.0 mmol/L低氮条件下, 选择6.0 cm光径的柱状光生物反应器或5.0 cm光径的平板光生物反应器, 培养缺刻缘绿藻生产AA, 能有效降低生产成本。     

植物生物反应器优化策略与最新应用*

随着分子生物学和植物基因工程的迅猛发展以及分子医药和现代农业等学科的交叉融合,植物生物反应器已成为分子医药农业的核心内容。利用植物生物反应器生产抗体、疫苗和功能性食品,具有规模化、成本低、安全性高、周期短等优势。2022年2月,加拿大卫生部批准了新型冠状病毒疫苗Covifenz^®,这是世界首款植物源人体疫苗,标志着以植物生物反应器为代表的分子医药农业时代的来临。综述植物叶片和种子等代表性的植物生物反应器类型,分析瞬时表达系统和稳定表达系统的构建原理和应用,探讨通过启动子和密码子优化、糖基化过程“人源化”、基因沉默抑制和蛋白酶作用抑制等优化植物生物反应器的策略,总结国内外抗体、疫苗和功能性食品等植物源产品的开发进展,以期为我国植物生物反应器的研究及其在分子医药领域的应用提供参考。     

高通量植物生物反应器及其在遗传资源挖掘中的应用

生物反应器(bioreactor)是一种以表达目标产物或获得繁殖体为目的的设备系统,包括微生物、动物、植物生物反应器以及相关设备。植物生物反应器(phytobioreactor)是借鉴植物组织培养和微生物发酵原理制作的设备系统。其中,应用较广泛的是间歇浸没式植物生物反应器。与传统植物组织培养相比,该方法具备可换气、无需转接和大容量培养等特点。国内制作的BIOF系列新型植物生物反应器还可以利用串/并联方法,实现更高通量培养能力,其应用于植物种苗繁育、代谢产物的表达、耐盐等变异的定向筛选、植物生长发育的动态分析等方面均具备显著优势。现代植物生物技术在基础研究和产业方面的应用对植物生物反应器提出了新要求,新型生物反应器应用方法的持续改进和设备系统的不断完善,使其成为植物学领域的高效研究平台,并将促进植物育种和植物源化合物的发掘等方面研究效率的提高。     

动物细胞培养用生物反应器及相关技术

动物细胞大量培养是生产生物制品的重要途径,它用到的关键设备是生物反应器。根据培养细胞、培养载体、培养液混合方式的不同,生物反应器主要有搅拌式、气升式、中空纤维式、回转式等,其中搅拌式规模最大。回转式是NASA于20世纪90年代中期开发的一种新型生物反应器,被誉为空间生物反应器,可用于组织工程研究。与生物反应器配套的技术主要有灌注、微载体、多孔微球、转入抗凋亡基因等,可以有效地提高细胞密度,增加生物制品产量,提高质量。今后生物反应器研制主要朝两个方向发展:一是,以高密度培养动物细胞生产蛋白质药物为目的,二是以三维培养动物细胞(主要是人类细胞)再生组织或器官为目的。     

光生物反应器脱除空气中CO2的模型研究

微藻光生物反应器具有脱除空气中CO_2能力。从光生物反应器构型、进气流速、混合传质,及微藻光合/呼吸速率等方面,探讨气升式光生物反应器脱除空气中CO_2效果,提出了时间离散化和集中参数法两种分析方法。运用集中参数法建立了气升式柱型光生物反应器脱除CO_2的数学模型,模拟了藻液中溶氧浓度(DO)、pH随时间的变化情况,及进气CO_2浓度影响,预测并验证了光照条件下出气CO_2、O_2浓度的变化趋势。模拟结果和实验数据基本吻合,所提出的模型对光生物反应器的优化设计、微藻的高密度培养,及CO_2去除能力预测具有参考意义。