一次性生物反应器的优缺点及应用

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　　一次性生物反应器的优缺点及应用

　　一次性生物反应器(Single-Use Bioreactor, SUB)是一种在生物制药、生物工程和生物化工等领域中广泛应用的设备，其主要特点是使用一次性袋替代传统的不锈钢或玻璃制成的培养容器。以下是一次性生物反应器的优缺点及应用的详细分析：

　　优点

　　减少工艺认证难度：无需进行复杂的清洁和消毒认证，降低了工艺验证的复杂性。

　　缩短停机时间和周转时间：产品切换时间显著缩短，例如在不同产品转换时，一次性生物反应器的切换时间仅为2小时，而不锈钢生物反应器则需要3周左右。

　　降低交叉污染风险：由于是一次性使用，有效减少了不定期微生物或产品交叉污染的批次间污染的可能性。

　　减少运营成本和资本投资：一次性生物反应器的使用可以节省空间和劳动力需求，同时消除了传统不锈钢容器的CIP(Cleaning in Place)和SIP(Sterilization in Place)要求。

　　易于安装和移动：一次性生物反应器的设计使其易于安装和移动，特别适用于小规模实验和临床试验。

　　缺点

　　体积可扩展性有限：目前市场上的一次性生物反应器难以满足2000升以上级别的大规模生物反应器需求。

　　可控制参数较少：在波浪式一次性生物反应器中，非常规摇摆运动的运动原理限制了这种培养袋的使用，可控制参数较少。

　　氧转移系数较低：现有的一次性生物反应器中氧转移系数(kLa)较低，因此只适用于哺乳动物细胞培养，不适用于细菌或酵母等需氧量更大的上游生产。

　　无法储存较热液体：一次性生物反应器无法储存较热液体，以防可浸出和可萃取材料所带来的问题。

　　一次性袋有被穿刺的风险：一次性袋在使用过程中有被穿刺的风险，可能导致泄漏。

　　垃圾处理费用增加：一次性生物反应器的使用增加了垃圾处理费用，对环境产生一定的影响。

　　应用

　　一次性生物反应器在生物科学研究和工业生产中有广泛的应用，包括但不限于：

　　细胞培养：一次性生物反应器可用于细胞培养，如细胞扩增、细胞株的维持和传代等。它们提供了一个无菌环境，方便操作和避免污染，并可以根据需求调整培养条件。

　　微生物发酵：一次性生物反应器适用于微生物发酵过程，包括细菌、酵母等微生物的培养和发酵，以生产有机酸、酒精、酶等微生物代谢产物。

　　病毒培养：一次性生物反应器也可用于病毒培养，包括疫苗生产、基因疗法和病毒载体的生产等。

　　实验室研究：一次性生物反应器在实验室中也可用于小规模的生物反应实验和昆虫细胞、哺乳动物细胞等体外细胞培养。

天帝泰皇

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