9.4.1　气升式培养系统

气升式生物反应器主要包括内循环式和外循环式两种类型，动物细胞的大规模培养多采用内循环式，如图9.7所示。其基本原理是气体从反应器底部的喷射管进入反应器的中央导流管，使得中央导流管侧的液体密度低于外部区域从而形成循环。气升式生物反应器产生的湍流温和而均匀，剪切力相当小，反应器内没有机械运动部件，细胞损伤率比较低；同时由于采用直接喷射空气供氧，氧传递速率高；液体循环量大，能使细胞和营养成分均匀地分布于培养基中。由于采用了直接喷射通气，由通气产生的气泡难以避免，故气泡对细胞的损伤作用是气升式反应器应用的主要障碍。气升式反应器主要用于悬浮细胞（如杂交瘤细胞）的培养。

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图9.7　内循环气升式生物反应器结构示意图

英国的Celltech公司最早成功应用气升式生物反应系统进行了动物细胞培养，该公司在1985年用100 L的气升式生物反应器培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体获得成功，以后又逐级放大，现已开发出10 000 L规模的气升式生物反应器用于各类单抗的大量生产。和传统的培养瓶、滚瓶等培养方法相比，利用气升式生物反应器能够大大提高产量。目前，已有不少利用气升式生物反应器培养哺乳动物细胞、昆虫细胞、杂交瘤细胞生产生物产品的报道。