A. 如何選擇生物反應器
生物反應器首先在發酵工業中得到應用。發酵工業中使用的生物反應器,實際上是發酵罐。另一種是以固定化酶或固定化細胞為催化劑的酶反應器。
B. 生物反應器是由什麼組成的
生物反應器:是指任何提供生物活性環境的製造或工程設備。在一種情況下,生物反應器是一個進行涉及到生物或生物化學活性物質由特定的生物生產出來的化學過程的容器。此過程既可以有氧進行也可以無氧進行。這些生物反應器通常呈圓筒狀,其體積從幾升到幾立方米不等,常由不銹鋼製成。是利用生物體所具有的生物功能,在體外或體內通過生化反應或生物自身的代謝獲得目標產物的裝置系統、細胞、組織器官等等。
物反應器是利用酶或生物體(如微生物)所具有的生物功能,在體外進行生化反應的裝置系統,它是一種生物功能模擬機,如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。在酒類、醫葯生產、有機污染物降解方面有重要應用。
C. 細胞生物反應器的原理是什麼
細胞生物反應器簡單的來說就是以細胞作為反應容器,通過大規模進行細胞培養,輔以基因工程技術,來獲得所需要的目的產物的一種技術手段;就動物疫苗范圍來說的話,由於細菌等原核細胞表達系統在轉錄及修飾方面的缺陷,要獲得動物疫苗方面的重要蛋白質,哺乳類動物細胞表達系統成了一個更合適的工具。
具體來說,首先選擇合適的細胞類型,然後進行基因改造,獲得可以穩定表達目的產物的細胞株,然後優化細胞培養條件,獲得所需產物並進行分離純化。
反應器的話就是一個大型的細胞培養系統,通過控制溫度,氣流流速,轉速,氧容量等條件來進行細胞的培養以及產物的分離。
不知道能不能幫到你。。。
D. 轉基因植物為什麼能夠成為生物反應器:
因為轉基因往往是將一個物種的基因轉移到另一個物種里去,比如將人的
胰島素合成
基因轉移到大腸桿菌裡面。因為人體自身合成胰島素的能力有限,又不能直接從人的體內提取胰島素,來用於治療其他胰島素合成不足或不能合成的病人。大腸桿菌由於可以接收外源的DNA並能夠表達外源基因,自身繁殖速度極快,在很短時間內就可以產生大量個體。這樣就可以把人的胰島素合成基因轉移到大腸桿菌內,通過培養大腸桿菌來獲得人類所需要的胰島素。這時大腸桿菌對人類來說就相當於一個生產胰島素的反應容器,故稱為
生物反應器
。
轉基因植物
亦是如此。
E. 針對微生物培養、動物細胞培養、植物細胞培養這三種細胞培養,請問如何選擇相應的生物反應器
答:微生物、動物、植物細胞培養的異同點如下:
◆不同點:首先在培養基上,微生物是固體、半固體培養基都有,成分主要是水、無機鹽、生長因子、碳源、氮源等。如果是病毒的話要用細菌進行培養;動物的話用天然培養基加生長因子比較好,一般是液體培養基,成分主要是水、葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清;而植物培養基用合成培養基就可以了,一般是固體培養基,成分主要是礦質元素、蔗糖、纖維素、植物激素、有機添加劑。其次是各自培養的原理上的不同,微生物細胞培養的原理是微生物細胞的增殖,動物細胞培養的原理是細胞的增殖,植物細胞培養原理是細胞的全能性。
最後,微生物細胞培養主要是獲得其代謝產物或次級代謝產物或得到細胞本身;植物細胞培養是獲得新個體或細胞產品,應用與快速繁殖試管苗、細胞產品、人工種子、轉基因植物的培育等。動物細胞培養是獲得大量新生細胞或細胞產品,應用是獲得細胞的產物或細胞等。另外,動物細胞分散用到的是胰蛋白酶,植物是纖維素酶等。
◆ 相同點:兩者都需要培養基、都需要無菌操作,防止染菌、培養時候都需要適當的溫度等條件。
◆ 綜上所述見下表:
微生物 動物細胞 植物細胞
大小(um) 1~10 10~100 10~100
懸浮生長 可以 多數細胞需附著表面才能生長 可以,但易結團,無單個細胞
營養要求 簡單 非常復雜 較復雜
生長速率 快,倍增時間為0.5~5小時 慢,倍增時間為15~100小時 慢,倍增時間為24~74小時
代謝調節 內部 內部,激素 內部,激素
環境敏感 不敏感 非常敏感 能忍受廣泛范圍
細胞分化 無 有 高
剪切力敏感 低 非常高 高
傳統變異,篩選技術 廣泛使用 不常使用 有時使用
細胞或產物濃度 較高 低 低
由於它們所用的培養基不同,培養是所要求的條件不同所以在批量生產我們所需的目的產物時就要選擇相應的生物反應器。在選擇生物反應器時要注意到生物反應器在生物反應過程的剪切力、傳質問題如氣-液質量傳遞和液-固質量傳遞。生物反應器是利用生物催化劑為細胞培養(或發酵)或酶反應提供良好的反應環境的設備,通常稱為發酵罐或酶反應器。用於污水生物處理的曝氣池或厭氣消化罐也可作為生物反應器的一類。生物反應器是生物反應過程中的關鍵設備,它的結構、操作方式和操作條件對生物技術產品的質量、轉化率和能耗有著密切關系。現在就三種生物反應器進行說明。
(一)微生物細胞培養生物反應器的選擇
生物處理的主體是具有特定功能的各種微生物,由於氧化分解惡臭,微生物細胞一方面獲得了生物所需的能量,另一方面獲得細胞增殖所需的細胞物質,從而維持了細胞的正常生命活動。微生物有其自身的新陳代謝,代謝活動都是在酶的作用下進行的,只有創造適宜的生存條件,使酶的機能得以充分發揮,微生物才能正常生長,才能利用惡臭物質作為生長所需的能源、碳源和氮源等,因此微生物細胞培養生物反應器的選擇首先要確保微生物生長的基本條件。根據微生物的培養特點,一般選擇生物反應器為膜生物反應器和光合微生物生物反應器等。
(二)動物細胞培養生物反應器的選擇
動物細胞與微生物細胞有很大的差異,對體外培養有嚴格的要求,如動物細胞對剪切非常敏感,反應器的選擇不能有像微生物細胞那樣高的剪切力,因此,傳統的微生物細胞生物反應器應該經過改造才能適用動物生物反應器。動物細胞培養分為三種類型,一類是懸浮培養,指細胞在培養器中自有懸浮生長的過程,要勇於非貼壁依賴性細胞,此類細胞體外生長不需貼壁,可以採用微生物的方法在培養基中懸浮培養。此類細胞培養可以選擇的相應反應器為:攪拌反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器、氣升式反應器;另一類是貼壁培養,指必須貼附在固體介質表面上生長的細胞培養,主要適用於貼壁依賴型細胞(亦稱貼壁型細胞),大多數動物細胞都屬於這一類型。這類細胞生長需要附著於某些帶適量正電荷的固體和半固體表面,細胞貼附生長後,不再是原有的形態,一般呈單一化,主要有成纖維細胞型、上皮型、遊走型和多形型等。此類細胞培養可以選擇的生物反應器為:攪拌反應器(微載體培養)、玻璃珠床反應器、中空纖維反應器、陶質矩形通道蜂窩狀反應器等;再有一類是固定化培養,這類培養既適用於貼壁依賴性細胞,又適用於非貼壁依賴性細胞的包埋培養方式,具有細胞生長密度高、抗剪切力和抗污染能力強的優點。這一類細胞培養的生物反應器選擇為:流化床反應器、固化床反應器等。
(三)植物細胞培養生物反應器的選擇
植物細胞培養生物反應器最初大多數採用微生物反應器。由於植物細胞與微生物細胞形態結構不同,植物細胞較微生物細胞大,對氧需求小,對剪切力卻很敏感,因此不能像微生物培養那樣採用高剪切的攪拌,因而,混合顯得更重要。目前,由於植物細胞懸浮技術的發展,單細胞培養的成功加上各種新型生物反應器的問世,使得植物細胞有可能像微生物那樣在發酵罐中大規模連續培養。用於植物細胞培養的反應器主要有攪拌式、非攪拌式及其他新型生物反應器,另外還有植物細胞固定化反應器和膜生物反應器等。
總之,在選擇相應的生物反應器之前要了解該種細胞培養的特點及其注意事項來選擇相應的反應器。
F. 生物反應器的具體解釋
生物反應器,是指利用酶或生物體(如微生物、動植物細胞)所具有的特殊功能,在體外進行生物化學反應的裝置系統。
生物反應器與化學反應器不同,化學反應器從原料進入到產物生成,常常需要加壓和加熱,是一個高能耗過程。而生物么應器則不同,在酶和微生物的參與下,在常溫和常壓下就可以進行化學合成。因此,生物反應器問世之後,應受到化工部門的重視。化學工程專家認為,應該盡可能多地讓化學合成過程由生物去完成。設計理想的生物反應器,就成了現代生物技術產業的一個重要任務。
設計生物反應器時要考慮兩點:一是選擇特異性高的酶或適宜的活細胞作為催化劑,盡可能減少副產物,提高產品產量;二是盡可能提高產物的濃度,降低成本。
生物反應器首先在發酵工業中得到應用。發酵工業中使用的生物反應器,實際上是發酵罐。另一種是以固定化酶或固定化細胞為催化劑的酶反應器。世界上最大的發酵罐高達100米,直徑7米,容積為4000立方米。它遠遠望去,猶如一座壯觀的圓形塔。
G. 什麼是生物反應器
生物反應器,是指利用酶或生物體(如微生物、動植物細胞等)所具有的特殊功能,在體外進行生物化學反應的裝置系統。
生物反應器與化學反應器不同。化學反應器從原料進入到產物生成,常常需要加壓和加熱,是一個高能耗過程。而生物反應器則不同,在酶和微生物的參與下,在常溫和常壓下就可以進行化學合成。因此,生物反應器問世之後,就受到化工部門的重視。化學工程專家認為,應該盡可能多地讓化學合成過程由生物去完成。設計理想的生物反應器,就成了現代生物技術產業的一個重要任務。
設計生物反應器時要考慮兩點:一是選擇特異性高的酶或適宜的活細胞作為催化劑,盡可能減少副產物,提高產品產量;二是盡可能提高產物的濃度,降低成本。
生物反應器首先在發酵工業中得到應用。發酵工業中使用的生物反應器,實際上是發酵罐。另一種是以固定化酶或固定化細胞為催化劑的酶反應器。世界上最大的發酵罐高達100米,直徑7米,容積為4000立方米。它遠遠望去,猶如一座壯觀的圓形塔。
H. 生物反應器的原理是什麼
生物反應器聽起來有些陌生,基本原理卻相當簡單。胃就是人體內部加工食物的一個復雜生物反應器。食物在胃裡經過各種酶的消化,變成我們能吸收的營養成分。生物工程上的生物反應器是在體外模擬生物體的功能,設計出來用於生產或檢測各種化學品的反應裝置。或者說,生物反應器是利用酶或生物體(如微生物)所具有的生物功能,在體外進行生化反應的裝置系統,是一種生物功能模擬機,如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。
在固定化酶廣泛應用的基礎上,人們發現天然細胞本身就具有多功能的系列化反應系統,採用物理或化學方法將細胞固定化,是利用酶或酶系的一條捷徑。一個固定化細胞反應器猶如一台「生命活動功能推動機」。固定化細胞技術開始於20世紀70年代,其實際應用程度已超過固定化酶。如美國、歐洲、日本均採用固定化菌體柱床工藝大規模生產高果糖漿。