Celulele animale diferă în multe feluri de celulele microbiene și de plante care au pereți celulari: ele cresc mai lent, au o sensibilitate mai mare la leziuni și bule de aer. Aceste proprietăți ale celulelor determină alegerea unui sistem de amestecare și aerare, care nu ar trebui să creeze condiții stresante pentru cultură.
Agitarea ar trebui să fie omogenă pentru a evita gradientele de temperatură și pH, concentrațiile crescute ale substratului și ale produsului. În acest caz, este necesar să se ia în considerare nivelul ridicat de traumatism al celulelor. În mod obișnuit, amestecarea este efectuată de mixere cu palete mari la viteze reduse. De asemenea, este utilizată de asemenea agitarea pneumatică (aer) în reactoarele de aerisire sau amestecarea hidraulică utilizând pompe externe în reactoare cu pat fluidizat.
Pentru a preveni deteriorarea celulelor, bulele de aer reduc volumul amestecului de gaze furnizate, utilizează purjarea suprafeței sau aerarea prin membrane. Atunci când volumul gazului este redus, este necesară creșterea concentrației de oxigen din acesta. Furnizarea optimă de oxigen, azot și dioxid de carbon este creată cu ajutorul sistemelor de amestecare a gazelor.
Cultivarea celulelor animale poate fi efectuată într-o perioadă periodică (periodică), periodică, cu culturi hrănite sau continue.
Datorită productivității scăzute asociate cu creșterea lentă, este preferat un proces de cultivare continuă cu retenție celulară pentru celulele animale (sistem de perfuzie). Aceasta duce la o densitate mai mare a culturii celulare și la un contact mai mare cu mediul, ceea ce crește productivitatea. Pentru a menține biomasa și a preveni îndepărtarea ei din lichidul de cultură, se folosesc diferite sisteme de filtrare, de exemplu filtre rotative sau rotative.
Fermentator de celule (companie de bioinginerie)
Cultivarea poate fi staționară, staționară cu machiaj și, de asemenea, continuă. Reactorul este utilizat pentru cultivarea unei suspensii de celule sau celule imobilizate pe micropurtători. Pentru a menține biomasa în timpul cultivării continue, pot fi utilizate filtre rotori sau spirală.
Dispozitivul de eșantionare integrat oferă o selecție sterilă de celule contagioase (de exemplu, pentru producerea de viruși).
În acești fermentatori, amestecarea este efectuată de fluxul de aer și nu de lama de agitare, asigurând transferul efectiv al masei și forțele de forfecare reduse. Pentru a controla circulația lichidului, este instalată o conductă de evacuare, care dirijează fluxul de bule în centru. Distribuția gazelor poate fi efectuată cu tuburi perforate, poroase sau hidrofobe. Dacă celulele pot fi deteriorate de bulele de gaz, stabiliți un sistem de aerare fără bule prin tuburi de silicon.
Bioreactoarele sunt disponibile atât în laborator, cât și în industrie. Acestea din urmă au o latură superioară care acționează ca un separator de gaze.
Cultivarea poate fi staționară, staționară cu alimentare sau continuă. Fermentatorii Erlift sunt adecvați pentru cultivarea suspensiilor celulare, incluzând celulele insectelor.
Multe celule de mamifere cresc numai atunci când sunt atașate la suprafață. Astfel de celule dependente de suport sunt imobilizate pe micropurtători. Dacă un suport poros, celulele pot crește în ea, iar rana sunt protejate de stres care permite folosirea vitezei de amestecare mai mare și purjarea în timpul cultivării.
Bioreactoarele care susțin purtătorii cu celule imobilizate într-o stare suspendată sunt numite reatori cu pat fluidizat.
De obicei, aceste reactoare au trei faze - solide, lichide și gazoase. Pentru cultivarea continuă cu reținerea biomasei, se utilizează un sistem de separare special dezvoltat. Se compune din camere diferite și asigură o reținere completă a particulelor în timpul proceselor de perfuzare. Amestecarea se realizează prin suflare. Acest lucru asigură o tensiune scăzută a plăgii și un transfer uniform de masă.
Bioreactoarele ponderate cu fază solidă recomandate pentru celulele pe micropurtători pentru celulele sensibile la stres rana, pentru celulele încapsulate și orientate pentru a produce metaboliți în cultura celulară pe termen lung.
Pentru celulele dependente de referință, poate fi de asemenea utilizat un reactor cu pat fix în care celulele și purtătorii lor sunt capturați într-un substrat fix. Acest sistem nu necesită tehnici de separare pentru îndepărtarea fazei lichide. Stresul la nivelul rănilor și deteriorarea celulelor prin bule de gaz sunt minime.
În procesul de cultivare, un mediu saturat cu oxigen circulă printr-un substrat fix. Prin urmare, lungimea substratului este un parametru critic, deoarece furnizarea culturii cu oxigen și nutrienți poate să nu fie suficientă. În reactoarele mari această problemă poate fi rezolvată printr-un flux de propagare radială. Mediul îmbogățit cu produse metabolice este îndepărtat continuu sau intermitent.
În astfel de reactoare, cei care au nevoie de imobilizare și sensibili la celulele rănite sunt crescuți. Sistemul este, de asemenea, potrivit pentru cultivarea pe termen lung a culturilor celulare cu produse metabolice.
Fermentatorul de membrane constă din camerele interioare și exterioare, care sunt separate printr-o membrană de dializă. Membrana oferă o purjare fără bule și o reținere a biomasei în timpul cultivării continue. Cu ajutorul tehnologiei membranare, se elimină metaboliții toxici (cu greutate moleculară scăzută) și compușii (greutate moleculară mare) sunt reținuți în camera interioară. Amestecarea în fiecare dintre camere este efectuată de un agitator. Mediul și aerul sunt furnizate unei camere externe.
Bioreactorul este destinat cultivării continue, dar poate fi folosit și în procese staționare și staționare de alimentare. pot fi, de asemenea, cultivate în acest bioreactor. În astfel de reactoare, este de asemenea posibil să crească celule suspendate, precum și celule pe micropurtători.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: