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生物反應(yīng)器是指任何提供生物活性環(huán)境的制造或工程設(shè)備，利用酶或生物體所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，它是一種生物功能模擬機(jī)，如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細(xì)胞反應(yīng)器等。
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)能否大規(guī)模工業(yè)化、商業(yè)化，關(guān)鍵在于能否設(shè)計(jì)出合適的生物反應(yīng)器。由于動(dòng)物細(xì)胞與微生物細(xì)胞有很大差異，傳統(tǒng)的微生物反應(yīng)器顯然不適用于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)。首先必須滿足在低剪切力及良好的混合狀態(tài)下，能夠提供充足的氧以供細(xì)胞生長(zhǎng)及細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)物的合成。
那么實(shí)驗(yàn)室中常用的生物反應(yīng)器類型有哪些呢？根據(jù)反應(yīng)器材質(zhì)可將其分為玻璃罐體反應(yīng)器、不銹鋼反應(yīng)器和一次性反應(yīng)器。

(1)玻璃罐體反應(yīng)器
目前國(guó)內(nèi)外用于工藝開發(fā)研究的反應(yīng)器大部分以玻璃罐體為主，玻璃罐生物反應(yīng)器具有配置靈活、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、容易升級(jí)拓展等特點(diǎn)，是開展動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和微生物發(fā)酵研發(fā)項(xiàng)目的最佳選擇，可用于動(dòng)物細(xì)胞、大腸桿菌、酵母、真菌、昆蟲細(xì)胞和植物細(xì)胞培養(yǎng)等。 (2)不銹鋼反應(yīng)器
迄今為止，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的抗體藥物基本都是在不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)完成生產(chǎn)的。由于早期抗體產(chǎn)量較低，因此生產(chǎn)規(guī)模大都在10000L左右。不銹鋼反應(yīng)器通常涉及CIP模塊、SIP模塊、存儲(chǔ)模塊等，因此管路連接十分復(fù)雜，對(duì)操作人員要求較高。
(3)一次性反應(yīng)器
一次性生物反應(yīng)器或用后可棄生物反應(yīng)器是使用一次性袋的生物反應(yīng)器，與傳統(tǒng)的不銹鋼反應(yīng)器相比，采用一次性反應(yīng)器都可以達(dá)到高度相似，同時(shí)還可降低生產(chǎn)成本。
隨著細(xì)胞株構(gòu)建技術(shù)及培養(yǎng)基開發(fā)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得細(xì)胞密度和抗體產(chǎn)量大幅度提高，對(duì)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
另外，由于反應(yīng)器放大的主要依據(jù)仍以經(jīng)驗(yàn)性放大原則為主，且尚存在一定的爭(zhēng)議，例如葉尖速率作為放大原則的適宜性等。這些因素?zé)o疑增加了未來(lái)抗體藥物產(chǎn)業(yè)化的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

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