實(shi)驗室常用的生物(wu)反應(ying)器類型(xing)有哪些
生物(wu)反應(ying)器是(shi)指(zhi)任(ren)何(he)提(ti)供生物(wu)活性(xing)環境的制(zhi)造(zao)或工(gong)程(cheng)設備,利用酶或生物(wu)體所具(ju)有的生物(wu)功(gong)能,在(zai)體(ti)外(wai)進(jin)行生化反應(ying)的(de)裝置系統(tong),它(ta)是(shi)壹(yi)種生物(wu)功(gong)能模(mo)擬(ni)機,如(ru)發酵(jiao)罐、固(gu)定(ding)化酶或固(gu)定(ding)化細(xi)胞反應(ying)器等(deng)。
動物(wu)細(xi)胞培養技(ji)術能否(fou)大(da)規(gui)模工(gong)業(ye)化、商(shang)業(ye)化,關(guan)鍵(jian)在(zai)於能否(fou)設計出合(he)適的生物(wu)反應(ying)器。由於動物(wu)細(xi)胞與微生物(wu)細(xi)胞有很大(da)差異,傳(chuan)統(tong)的(de)微生物(wu)反應(ying)器顯然(ran)不適用於動物(wu)細(xi)胞的大(da)規(gui)模培養。首(shou)先必須滿(man)足(zu)在(zai)低(di)剪(jian)切力及良(liang)好(hao)的(de)混(hun)合(he)狀(zhuang)態(tai)下,能夠(gou)提(ti)供充足(zu)的(de)氧(yang)以(yi)供細(xi)胞生長及細(xi)胞進(jin)行產(chan)物(wu)的合(he)成。
那麽(me)實(shi)驗室中常(chang)用的生物(wu)反應(ying)器類型(xing)有哪些呢(ne)?根據(ju)反應(ying)器材質(zhi)可將(jiang)其分(fen)為(wei)玻璃(li)罐體(ti)反應(ying)器、不銹鋼反應(ying)器和壹(yi)次(ci)性反應(ying)器。
(1)玻璃(li)罐體(ti)反應(ying)器
目前國內(nei)外(wai)用於工(gong)藝(yi)開發研(yan)究的反應(ying)器大(da)部分(fen)以(yi)玻璃(li)罐體(ti)為(wei)主(zhu),玻璃(li)罐生物(wu)反應(ying)器具(ju)有配置靈(ling)活、功(gong)能強(qiang)大(da)、操作(zuo)簡單、容易(yi)升(sheng)級(ji)拓展(zhan)等(deng)特點,是(shi)開(kai)展(zhan)動物(wu)細(xi)胞培養和(he)微生物(wu)發酵(jiao)研(yan)發項目(mu)的(de)*,可用於動物(wu)細(xi)胞、大(da)腸桿(gan)菌(jun)、酵(jiao)母(mu)、真菌(jun)、昆(kun)蟲細(xi)胞和植(zhi)物(wu)細(xi)胞培養等(deng)。
(2)不銹鋼反應(ying)器
迄今為(wei)止(zhi),FDA批準的抗(kang)體(ti)藥(yao)物(wu)基本(ben)都是(shi)在(zai)不銹鋼反應(ying)器內(nei)完(wan)成生產(chan)的(de)。由(you)於早期(qi)抗(kang)體(ti)產(chan)量(liang)較(jiao)低,因(yin)此(ci)生產(chan)規(gui)模大(da)都在(zai)10000L左(zuo)右(you)。不銹鋼反應(ying)器通常涉及CIP模塊(kuai)、SIP模(mo)塊、存儲(chu)模(mo)塊(kuai)等(deng),因此(ci)管(guan)路(lu)連(lian)接十分(fen)復(fu)雜,對操作(zuo)人(ren)員(yuan)要(yao)求較(jiao)高。壹(yi)旦出現汙染(ran),便(bian)需要(yao)對整個(ge)系統(tong)進(jin)行排查和滅菌(jun)。同(tong)時(shi),不銹鋼反應(ying)器還面臨著高(gao)昂的(de)前期(qi)設備投入以(yi)及運行成本。
(3)壹(yi)次(ci)性反應(ying)器
近年(nian)來,壹(yi)次(ci)性反應(ying)器憑借其免清潔、免滅菌(jun)、操作(zuo)靈(ling)活等(deng)優勢(shi)迅速(su)占(zhan)領國內(nei)外(wai)市(shi)場(chang)。Shire公司商(shang)品(pin)名(ming)為(wei)VPRIV?的酶制(zhi)劑(ji)即(ji)采(cai)用壹(yi)次(ci)性反應(ying)器進(jin)行生產(chan),並(bing)已(yi)獲得(de)EMA批準上市(shi)。與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)不銹鋼反應(ying)器相比(bi),無論(lun)是(shi)細(xi)胞生長、抗(kang)體(ti)產(chan)量(liang),還是(shi)抗(kang)體(ti)質(zhi)量(liang),采(cai)用壹(yi)次(ci)性反應(ying)器都可以(yi)達(da)到高度(du)相似,同時(shi)還可以(yi)顯著降(jiang)低生產(chan)成本,縮短生產(chan)周期(qi)。
隨(sui)著細(xi)胞株(zhu)構(gou)建技(ji)術(shu)及培養基開(kai)發技(ji)術(shu)的(de)迅速(su)發(fa)展,使(shi)得(de)細(xi)胞密度(du)和抗(kang)體(ti)產(chan)量(liang)大(da)幅度(du)提(ti)高,對大(da)規(gui)模細(xi)胞培養提(ti)出了(le)嚴峻的挑戰。
壹(yi)次(ci)性反應(ying)器的迅速(su)崛(jue)起,給傳(chuan)統(tong)的(de)不銹鋼反應(ying)器帶來了(le)巨大(da)沖擊。由(you)於壹(yi)次(ci)性反應(ying)器在(zai)降(jiang)低(di)大(da)量CIP、SIP及相關(guan)驗證工(gong)作(zuo)的同時(shi),顯著提(ti)高操作(zuo)靈(ling)活性(xing)並降(jiang)低汙染(ran)風(feng)險。如(ru)果(guo)能夠(gou)很(hen)好地(di)解(jie)決溶(rong)出(chu)物(wu)/析出(chu)物(wu)以(yi)及生產(chan)規(gui)模問(wen)題(ti),未(wei)來將有可能取(qu)代(dai)不銹鋼反應(ying)器而(er)成為(wei)抗(kang)體(ti)生產(chan)的(de)主(zhu)流(liu)反應(ying)器。另外(wai),由(you)於反應(ying)器放(fang)大(da)的主(zhu)要(yao)依據(ju)仍以(yi)經(jing)驗性放(fang)大(da)原則為(wei)主(zhu),且(qie)尚(shang)存在(zai)壹(yi)定(ding)的(de)爭議(yi),例(li)如(ru)葉尖(jian)速(su)率作(zuo)為(wei)放(fang)大(da)原則的(de)適宜(yi)性(xing)等(deng)。這(zhe)些因(yin)素無(wu)疑(yi)增(zeng)加了(le)未(wei)來抗(kang)體(ti)藥(yao)物(wu)產(chan)業(ye)化的(de)難度(du)和風(feng)險。