抗体生产生物反应器

抗体生产生物反应器是生物制药的核心设备，用于大规模培养哺乳动物细胞（如CHO细胞）或微生物，通过可控环境高效表达抗体。其核心目标是维持细胞最佳生长条

件（温度、pH、溶氧、营养），实现高产量、高稳定性的抗体生产，适用于单克隆抗体、重组蛋白等生物药。 

一、设备组成 

1. 反应罐主体：不锈钢或一次性生物反应袋，提供无菌培养空间。 

2. 控制系统：PLC或DCS系统，集成传感器（pH、DO、温度探头）和自动化软件。 

3. 搅拌系统：低剪切力搅拌桨，确保营养均一且不损伤细胞。 

4. 通气系统：鼓泡或膜通气，维持溶氧（DO）并控制CO₂/O₂比例。 

5. 温控系统：夹层水循环或电加热，保持37℃±0.5℃。 

6. 补料/收获模块：连续添加培养基或收获产物。 

二、工作原理 

细胞接种后，反应器通过动态调节环境参数（如搅拌速率、通气量）维持稳态。溶氧由通入空气/氧气混合气体控制，pH通过CO₂或碱液调节，营养通过补料泵补充。抗

体随细胞代谢分泌至培养基，后期通过灌注或批式培养收获。 

三、设计方法 

1. 规模适配：从实验室级（5-20L）到工业级（2000L+），按线性放大原则设计。 

2. 流体力学优化：计算流体动力学（CFD）模拟剪切力与混合效率。 

3. 无菌设计：采用CIP/SIP（清洁/灭菌在位）系统，避免污染。 

四、操作流程 

1. 预处理：反应器灭菌（121℃高压或γ射线辐照一次性袋）。 

2. 接种：注入细胞悬液与培养基。 

3. 过程控制：实时监控参数，补料或调整通气。 

4. 收获：离心或过滤分离抗体。 

五、维护保养 

1. 日常检查：校准传感器，检查密封性。 

2. 定期灭菌：每次运行后CIP/SIP处理。 

3. 部件更换：定期更换滤膜、O型圈。 

4. 记录分析：保存运行数据以优化工艺。