Hệ thống bioreactor vận chuyển khí cho nuôi cấy tế bào sinh học dạng huyền phù

Tổng quan về bioreactor Airlift

Bioreactor Airlift là thiết bị hiệu quả trong việc tạo ra các văn hóa tế bào mật độ cao ngay cả ở tốc độ dòng chảy thấp.

Nguyên lý hoạt động

Bioreactor Airlift sử dụng cơ chế chuyển giao oxy không tạo bọt tại giao diện khí-lỏng thông qua quá trình tuần hoàn dòng khí. Cơ chế này không chỉ đảm bảo hiệu suất chuyển giao oxy cao mà còn tránh được tổn thương tế bào do lực căng bề mặt của bọt khí và lực cắt cao từ cánh khuấy trong các bioreactor thông thường. Dòng khí đi qua bể hình nón bị cắt ngang tạo ra một giao diện khí-lỏng ổn định, đảm bảo trộn đều các chất lỏng. Tốc độ cắt của nó thường nhỏ hơn 20 lần mỗi giây, phù hợp cho các tế bào nhạy cảm với lực cắt, như tế bào động vật hoặc tế bào thực vật.

Đặc điểm chính

• Cơ chế chuyển oxy bề mặt không tạo bọt: Nâng cao hiệu suất chuyển oxy, đảm bảo tế bào trong bể phản ứng nhận đủ oxy và giảm thiểu tổn thương tế bào do bọt khí trong bể phản ứng truyền thống.
• Lực cắt thấp: Do không có cánh khuấy và ống dẫn dưới đáy, lực cắt do khuấy cơ học được giảm thiểu, tránh gây tổn thương vật lý cho tế bào, rất phù hợp cho nuôi cấy mật độ cao.
• Bể hình nón bị cắt ngược: Thiết kế này cung cấp diện tích tiếp xúc khí-lỏng lớn hơn, tối ưu hóa truyền khí và dòng chảy chất lỏng, làm cho trường dòng chảy trong bể phản ứng ổn định hơn.
• Tăng cường số Fluder (Fr): Có đặc tính khuếch đại quá trình xuất sắc, đảm bảo hiệu suất phản ứng ổn định trong quá trình khuếch đại và đảm bảo tính ổn định của sản xuất quy mô lớn.
• Nuôi cấy tế bào mật độ cao: Thông qua các phương pháp truyền khối và trộn tối ưu, có thể đạt được nuôi cấy tế bào mật độ cao và độ sống cao, phù hợp cho các ứng dụng sinh dược phẩm và liệu pháp tế bào đòi hỏi khắt khe.
• Hệ thống điều khiển thông minh: Được trang bị giao diện điều khiển thông minh, hỗ trợ giám sát trực tuyến các thông số quan trọng như pH, DO, nhiệt độ và tốc độ quay, cũng như tạo báo cáo dữ liệu và đồ thị.
• Giám sát và điều khiển từ xa: Hỗ trợ giám sát thông số từ xa và điều chỉnh quy trình, đáp ứng yêu cầu của FDA 21CFR Phần 11 về hồ sơ điện tử và chữ ký điện tử, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn quản lý chất lượng nghiêm ngặt của ngành dược phẩm hiện đại.
• Dịch vụ tùy chỉnh: Có thể tùy chỉnh theo yêu cầu của người dùng về hệ thống ống dẫn, phụ kiện và vật liệu màng để đảm bảo hiệu suất của thiết bị trong ứng dụng cụ thể.

Lĩnh vực ứng dụng

• Ngành dược phẩm sinh học: được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thuốc sinh học quy mô lớn, phù hợp cho sản xuất vắc-xin, protein tái tổ hợp, kháng thể và các sản phẩm nuôi cấy tế bào khác.
• Nuôi cấy tế bào và liệu pháp tế bào: Phù hợp cho nuôi cấy tế bào mật độ cao, hoạt động mạnh, như tế bào gốc, tế bào ung thư và các dòng tế bào khác, đảm bảo tỷ lệ sống cao và biểu hiện chức năng của tế bào trong quá trình nuôi cấy.
• Nhà máy tế bào và công nghệ phản ứng sinh học: có thể được sử dụng để nuôi cấy các nhà máy tế bào được sản xuất thông qua công nghệ gén, ví dụ như sản xuất nguyên liệu dược phẩm hoặc các hợp chất có giá trị cao khác.
• Sản xuất lên men công nghiệp quy mô lớn: Trong các quá trình lên men quy mô lớn, các bioreactor nâng khí có thể đáp ứng nhu cầu chuyển oxy hiệu quả mà không gây hại cho vi sinh vật hoặc tế bào, và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều quy trình sản xuất lên men vi sinh.
• Sản xuất năng lượng sinh học: Được áp dụng trong quá trình sản xuất năng lượng sinh học thông qua nuôi cấy tế bào hoặc lên men vi sinh, chẳng hạn như ethanol, biodiesel và các sản phẩm năng lượng sinh học khác.