搅拌式生物反应器中的气体控制
气体控制对于维持生物反应器中细胞生长的最佳条件至关重要。在大多数搅拌式生物反应器中，气体通过鼓泡（亚表面）和顶空扫描（超表面）的组合来控制。氧气和氮气等气体有助于细胞培养物生长，而去除二氧化碳可防止毒性积聚。
鼓泡，即将气体直接引入介质中，产生气泡，将气体溶解到液体中。虽然理论上是一个简单的过程，但许多与鼓泡控制相关的变量对于优化传质至关重要。生物反应器和培养类型之间的最佳水平差异很大。
受鼓泡影响的关键传质因素
- 气泡大小：较小的气泡会增加表面积与体积比，使更多的氧气溶解到培养基中，这对于有氧细胞培养的生长至关重要，因为它可以确保稳定的氧气供应。
- 气泡形成：气体流速、分布器设计和液体粘度等因素会影响气泡形成液体的方式，从而影响气泡大小和溶解速率。
- 搅拌器类型：搅拌器将气泡进一步混合到介质中。搅拌器的大小和速度会影响反应器中的气泡模式，从而影响气体溶解。过度搅动会导致细胞剪切，破坏培养物。
虽然鼓泡对于气体引入至关重要，但该过程的有效性在很大程度上受到气体流速的精确控制的影响。
流控制的作用
进入搅拌式生物反应器的气体流速对性能至关重要，因为它们直接影响气泡的形成和大小。还必须仔细控制流速，否则它们会产生过多的湍流，从而损害细胞。较低的流速对于台式生物反应器是有利的，因为它们通过产生小气泡来优化气体分布，而不会产生过多的湍流。
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