生物反应器

利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统，即是生物反应器。到目前为止，“升降机型反应器”和“土壤泥浆反应器”为反应器中研究得Z多的两种。适当的营养、碳源和氧气通过水相的流动来提供，从而使将土壤中污染物质降解的目的得以达到。生物反应器相比于固相系统有效降解污染物所需的时间更加的短。在有机污染土壤的生物修复中已经应用此生物反应器技术。

内容

尽管生物反应器听起来有些陌生，然而其却有相当简单的基本原理。实际上，胃就是人体内部对食物进行加工的一个复杂生物反应器。在胃里各种酶对食物进行消化，使其成为我们可以吸收的营养成分。在体外对生物体的功能进行模拟，设计出来的用来对各种化学品进行生产或检测的反应装置，即是生物工程上的生物反应器。换种说法，生物反应器即是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，例如固定化细胞反应器，固定化酶或者发酵罐等。

基于固定化酶的广泛应用，人们发现，多功能的系列化反应系统为天然细胞本身所具有，利用酶或酶系的一条捷径就是采用物理或化学方法固定化细胞。一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。在70年代开始了固定化细胞技术，和固定化酶相比较，其实际应用程度更加广泛。例如固定化菌体柱床工艺被美国、欧洲、日本用来进行高果糖浆的大规模生产。

优点

1.显著的作用效果

2.使工业污染得以减少

3.低廉的成本

4.简单的设备

5.较高的效率

应用

1.目的蛋白的翻译后修饰问题。

2.转基因表达产物的分离和纯化问题。

3.转基因的技术与方法问题。

4.伦理道德问题。

5.改良乳汁品质。

6.生产YY蛋白。

7.外源基因在动物体内的位点整合问题。

8.乳蛋白基因表达组织特异性问题。

利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统，即是生物反应器。到目前为止，“升降机型反应器”和“土壤泥浆反应器”为反应器中研究得Z多的两种。适当的营养、碳源和氧气通过水相的流动来提供，从而使将土壤中污染物质降解的目的得以达到。生物反应器相比于固相系统有效降解污染物所需的时间更加的短。在有机污染土壤的生物修复中已经应用此生物反应器技术。

生物反应器制造法

生物反应器根据生物反应器设计资料和有关技术要求来进行加工制作的方法，即是生物反应器制造法。由于生物反应过程的特殊性，所以有许多的特殊要求被赋予了生物反应器的制造。

生物反应器制造的特殊要求

1、使在“无菌条件”(没有异源微生物或异种细胞、组织)下进行整个反应过程得以确保是其首要的原则。所以，反应器比较容易灭菌并且在灭菌后使无菌状态得以保持非常有必要。生物反应器有着较为简单的主体结构，清洗起来十分容易，尽可能减少反应器内的死角，防止藏垢积污，使彻底灭菌得到保证。要求;内壁和管道焊接部位平滑、无裂缝和塌陷。必须用蒸汽对所有阀门与接管处进行灭菌。搅拌器的轴封要严密，使泄漏尽量减少。

2、其次，生物反应器在灭菌及正常工作时，需要有一定的压力(气压和液压)保持于反应器内，所以为了使安全得以保证，反应器各部件需要具备一定的强度。在出厂前，通常需要对生物反应器进行水压试验，对严密程度和承压能力是否满足设计要求进行检查。除此之外，设备材质可能给会对某些反应过程产生影响或者某些反应过程会腐蚀反应器，制作材料应当视具体情况来选择合适的。通常选用碳纲或不锈钢来作为生物反应器的材料，可以使用不锈钢衬里或用复合不锈钢来对大型反应器进行制作。

通过基因工程技术手段往受体中转入外源基因进行GX表达，从而使具有重要应用价值的表达产物获得的生命系统，称为转基因生物反应器。转基因生物反应器分为转基因动物反应器、转基因植物反应器和转基因微生物反应器三类。

“反应器”表明了其为一种定向的生产系统，其是出于将某种产品获取的目的而定向构建和改造的装置。而定向构建和改造的装置，只不过对于转基因生物反应器来说，这种装置是一个具有自组织、自复制、自调节、自适应能力的生命系统。所以，转基因生物反应器如同一个活的发酵罐，可以进行自我调节。因此其被比喻成“分子农场”。也就是说，一头转基因羊就是一个动物生物反应器，一棵转基因植物就是一个植物生物反应器。

优势

和相对较为传统的生物反应器相比，转基因生物反应器的优点相当的独特。比如利用转基因动物来进行药物的生产。人们仅仅需要将一群健康的、携带有一种或几种重要人类基因的牛或羊喂养在整洁的棚圈里，并且每一头牛或羊就如同一座生产活性蛋白的药物工厂，能够对廉价的人体活性蛋白药物进行获取，因此在食品、医药、化工和环保等领域转基因生物反应器的应用前景非常的广阔。而转基因植物反应器具有无污染、可持续发展的特点，其生产仅仅是对光、空气、水、土壤等条件进行利用，由于植物本身作为自然界的一部分，对自然界中的各种循环有所参与。所以具有较低的生产成本，生产过程也仅仅是简单的种植植物的过程，种植面积决定了其规模。

应用

如今各种外源基因的表达产物利用动植物细胞、组织或器官作为生物反应器进行制备已经随着转基因技术的发展慢慢地变成了生命科学技术研究中Z具前景的高新技术之一。到目前为止，已经生产应用于多个不同的领域。转基因生物反应器具有十分广泛的应用前景。能够用来进行人类蛋白酶类药物、疫苗、细胞因子等产品的大规模生产。转基因动物细胞生物反应器、转基因动物生物反应器和转基因植物生物反应器为主要的三类。然而到目前为止，依然有比较大的争议关于

通过基因工程技术手段往受体中转入外源基因进行GX表达，从而使具有重要应用价值的表达产物获得的生命系统，称为转基因生物反应器。转基因生物反应器分为转基因动物反应器、转基因植物反应器和转基因微生物反应器三类。

分类

1、转基因植物反应器

从而一些具有商业价值的物质仅仅可以从稀有植物乃至其他生物体获得，如今随着生物技术的发展，已经有可能通过栽培作物来进行生产，植物体通过基因工程正在成为具有重要经济价值的异源蛋白(包括YY蛋白)的生物反应器。按照不完全统计，到目前为止，国内外已经在植物中成功表达了几十种YY蛋白质或多肽人的细胞因子、单克隆抗体、生长激素、干扰索、促红细胞生成素、表皮生长因子以及能够作为疫苗用的抗原蛋白等均包含其中。

2、转基因动物反应器

转基因动物是人们根据自己的意愿有目的地往动物细胞内导人外源基因，通过稳定的整合动物基因组，向后代动物传递生物性状。转基因动物反应器是指目标产物从转基因动物体液或血液中收获的生命系统。往动物的受精卵或早期胚胎内导入编码活性蛋白的基因。来对转基因动物进行制备，并且在动物体内(乳汁、血液等)GX表达外源基因，然后对目的产物进行提取。

3、转基因微生物反应器

自从诞生了DNA重组技术直到现在，作为现代生物技术核心的基因工程技术发展的相当的迅速。因为微生物具有相对比较简单的结构，能够迅速地进行繁殖以及培养起来非常的容易，作为转基因的对象而且非常的来良好。能够在大肠杆菌等工程菌中导人通过适当改建后的目的基因，基因蛋白通过原核生物来表达。

对于细菌或细胞基因工程的生物反应器都是以传统发酵工程技术为基础的，载体使用细菌或动植物细胞，通过高密度发酵培养、分离纯化从而使所需要的目的产物获得，通过这些步骤来使diyi代基因药物慢慢形成。通常各种新型的、具有不同功能的基因菌的构建与筛选、发酵培养、分离和纯化等为主要的过程。