Bioreactors yw'r offer craidd mewn bio -beirianneg ar gyfer darparu amodau amgylcheddol addas (ee tymheredd, pH, ocsigen toddedig, cymysgu, ac ati) i gefnogi proses ymateb biolegol micro -organebau, celloedd neu ensymau. Yn ôl gwahanol egwyddorion dylunio, senarios cymhwysiad a dulliau gweithredu, gellir categoreiddio bioreactors yn wahanol fathau. Mae'r canlynol yn y dosbarthiadau a'r nodweddion cyffredin:
Dosbarthiad trwy gymysgu a throsglwyddo màs
Adweithydd Tanc Stirred (STR)
- Nodweddion: Mae cymysgu a throsglwyddo màs yn cael eu gwireddu trwy droi mecanyddol (padl wedi'i droi), a gellir rheoli ocsigen, tymheredd a pH toddedig yn fanwl gywir.
- Ngheisiadau: Fe'i defnyddir yn helaeth mewn eplesiad microbaidd (ee gwrthfiotigau, ensymau), diwylliant celloedd anifeiliaid (mae angen dyluniad padlo troi cneifio isel).
- Hamrywiadau
Adweithyddion wedi'u troi â swigen: Cyfuniad o fyrlymu nwy a throi mecanyddol.
Adweithydd wedi'i droi gan donnau: Yn cynhyrchu tonnau trwy ysgwyd y llong, sy'n addas ar gyfer diwylliannau celloedd sy'n sensitif i gneifio.
Adweithydd lifft (ALR)
- Nodweddion: Cylchrediad hylif sy'n cael ei yrru gan bigiad nwy (dim troi mecanyddol), grym cneifio isel, defnydd ynni is.
- Nghais: Yn addas ar gyfer celloedd sy'n sensitif i gneifio (ee celloedd planhigion, rhai celloedd mamalaidd) neu ddiwylliant parhaus tymor hir.
Adweithydd Colofn Swigen
- Nodweddion: Dim ond trwy'r swigen nwy i gyflawni cymysgu, strwythur syml, ond mae'r effeithlonrwydd cymysgu yn is.
- Nghais: Yn addas ar gyfer nwy sy'n ymwneud â'r adwaith (megis diwylliant microalgae, trin dŵr gwastraff).
Dosbarthu yn ôl symud celloedd neu ensymau
Adweithydd gwely wedi'i becynnu
- Nodweddion: Mae celloedd neu ensymau yn cael eu symud mewn cludwyr hydraidd (ee geliau, ffibrau) i ffurfio haen gwely sefydlog, ac mae'r hylif adwaith yn llifo trwy'r gwely.
- Cymhwyso: Cynhyrchu metabolion yn barhaus (ee ethanol, asidau organig) neu adweithiau ensymau wedi'u cataleiddio.
Adweithydd Gwely Hylifedig
- Nodweddion: Gronynnau cludwr wedi'u hatal yn y llif hylif neu aer, effeithlonrwydd trosglwyddo màs uchel, ond mae'r llawdriniaeth yn gymhleth.
- Cymwysiadau: Trin dŵr gwastraff, adwaith ensymau ansymudol.
Bioreactor pilen (MBR)
- Nodweddion: Mae cyfuniad o adwaith biolegol a thechnoleg gwahanu pilen, biomas (ee micro -organebau, celloedd) yn cael ei gadw gan bilen.
- Cymwysiadau: Trin dŵr gwastraff, diwylliant celloedd dwysedd uchel, gwahanu cynhyrchion yn barhaus.
Yn ôl y swyddogaeth neu'r dosbarthiad dylunio arbennig
Ffotobioreactor
- Nodweddion: Darparu amodau ysgafn ar gyfer tyfu micro -organebau ffotosynthetig (ee microalgae, cyanobacteria).
- Dyluniad: Deunydd tryloyw (gwydr neu blastig), ffynhonnell golau adeiledig neu ddefnyddio golau naturiol.
- Cymwysiadau: biodanwydd (olewau algaidd), cynhyrchion gwerth ychwanegol uchel (astaxanthin, beta-caroten).
Bioreactor un defnydd
- Nodweddion: Defnyddio bagiau tafladwy yn lle tanciau dur gwrthstaen er mwyn osgoi croeshalogi a byrhau amser glanhau a dilysu.
- Cymwysiadau: Cynhyrchu brechlyn, datblygu cyffuriau yn y cam treial clinigol.
Bioreactor darlifiad
- Nodweddion: Ychwanegu cyfryngau ffres yn barhaus a chael gwared ar hylif gwastraff i gynnal gweithgaredd celloedd uchel a chrynodiad cynnyrch.
- Cais: Diwylliant celloedd mamalaidd (ee cynhyrchu gwrthgorff monoclonaidd).
Dosbarthiad yn ôl y modd gweithredu
Adweithydd swp
Ychwanegiad un-amser o gyfrwng diwylliant, cynaeafu cynnyrch ar ôl diwedd yr adwaith, gweithrediad syml ond effeithlonrwydd is.
Adweithydd parhaus
Mewnbwn parhaus o ddiwylliant cyfrwng ac allbwn cynhyrchion, sy'n addas ar gyfer cynhyrchu diwydiannol ar raddfa fawr.
Adweithydd swp
Ailgyflenwi maetholion yn raddol wrth weithredu swp i estyn y cyfnod twf celloedd a chynyddu cynnyrch cynnyrch (modd a ddefnyddir yn gyffredin).
Dosbarthiad yn ôl meysydd cais
- Fermenter microbaidd: megis cynhyrchu gwrthfiotigau, asidau amino.
- Adweithydd Cell Anifeiliaid: Ee Cynhyrchu Gwrthgyrff Cell Cho.
- Adweithydd celloedd planhigion: megis cynhyrchu metabolion eilaidd (paclitaxel).
- Adweithyddion ensymau: Mae ensymau ansymudol yn cataleiddio adweithiau (ee isomeiddio glwcos).
Ffactorau allweddol wrth ddewis bioreactor
- Nodweddion y system fiolegol: Mae angen cneifio, ocsigen toddedig ar ficro -organebau, celloedd anifeiliaid/planhigion.
- Math o gynnyrch: a oes angen gwahanu parhaus (ee adweithydd pilen).
- Graddfa: Gradd Labordy (<10 L) vs. industrial grade (>1000 L).
- Cost: Adweithyddion tafladwy ar gyfer cynhyrchu hyblyg, adweithyddion dur gwrthstaen i'w defnyddio ar raddfa fawr yn y tymor hir.