六章动植物细胞培养装置和酶反应器-文档资料.ppt

第二节 酶反应器 一、酶反应器的类型 以酶作为催化剂进行反应所需的设备称为酶反应器。酶反应器基本上是游离酶、固定化酶或固定化细胞催化反应的容器。酶反应器的类型很多，其分类方法也不同。根据几何形状和结构来分类，可分为罐型、管型、膜或片型几种。按进料和出料的方式可分为分批式、半分批式与连续反应器。按其功能结构可分为膜反应器、液固反应器及气液固三相反应器三大类。 表6－3 酶反应器形式及其特征 均相酶反应器 型式名称 适用的操作方式 特 征 搅拌罐 分批，半分批 反应器内的溶液用搅拌器机械混合 超滤膜 反应器 分批，半分批 连 续 采用如透析膜、超滤膜、中空纤维等，只允许低分子化合物而酶不能通过的膜反应器，适用于大分子底物 固定 化酶 搅拌罐 分批，半分批 连 续 用搅拌器搅拌，固定化酶或固定化微生物粒子悬浮在溶液中。粒子保留在槽内 固定床或填充床 连 续 最广泛使用的固定化酶及固定化微生物反应器。把固定化酶或固定化微生物粒子（粒径100μm至若干毫米）填充在塔内，底物溶液一般是由下向上通入 流化床 分批，连续 靠溶液的流动促使固定化酶或固定化微生物的粒子在床内激烈搅动、混合 膜反应器 连 续 膜状或者片状的固定化酶或固定化微生物反应器。其组件形式有中空酶管、螺旋板反应器、旋转圆盘型、平板型等。 鼓泡塔 分批，半分批 连 续 将固定化酶或者固定化微生物颗粒悬浮在鼓泡塔中，粒子保留塔内，适用于有气体（特别是O2）参与的反应 游离酶反应器 1．搅拌罐式反应器 搅拌罐式反应器是目前较常使用的游离酶反应器。它由容器、搅拌器及保温装置组成。 2．超滤膜酶反应器 常用的超滤膜酶反应器的结构如图6－14，采用这种型式的反应器时，酶处于水溶液状态。由于膜对于蛋白（大分子）物质是非透过性的，因此只允许小分子产物透过，而酶被截留回收重新使用，可节省用酶，特别适用于价格较高的酶。 固定化酶反应器 1．搅拌罐型反应器 有分批反应器（Batch Stirred Tank Reactor，BSTR）和连续流搅拌罐反应器（Continuos Flow Stirred Tank Reactor，CSTR）（图6－15）。这类反应器的特点是内容物的混合是充分均匀的。 2．固定床型反应器 把颗粒状或片状等固定化酶填充于固定床（也称填充床，床可直立或平放）内，底物按一定方向以恒定速度通过反应床（图6－15）。 3．流化床型反应器 流化床反应器（简称FBR，Fluidized Bed Reactor）是一种装有较小颗粒的垂直塔式反应器（形状可为柱形、锥形等）（图6－15）。 4．膜型反应器 由膜状或板状固定化酶组装的反应器均称为膜型反应器。用固定化酶膜组装成的平板状或螺旋状反应器、转盘型反应器、空心酶管和中空纤维膜反应器等都属于此类反应器。 5．鼓泡塔型反应器 在反应中，涉及到有气体的吸收或产生，此类反应最好采用鼓泡塔型反应器，或三相硫化床反应器，其示意图如图6－17。把固定化酶放入反应器内，底物与气体从底部通入。  第六章动、植物细胞培养装置和酶反应器 第一节动、植物细胞培养装置 动、植物细胞培养与微生物培养区别 ： 1、 “贴壁培养”； 2、对培养基的营养要求相当苛刻 ； 3、对培养液因搅拌而产生的流体剪切力很敏感 ； 4、培养所需时间要比微生物培养长 。 5、植物细胞比微生物细胞大，生长停止时细胞浓度高，培养液粘度大。 一、动物细胞培养装置 动物细胞培养技术的应用是多方面的。许多有重要价值的蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产。用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养，可以获得大量自身的皮肤细胞，为大面积烧伤的病人移植。培养的动物细胞还可以用于检测有毒物质。许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。医学家培养各种正常的或病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。 动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。培养的动物细胞大都取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，将组织取出来后，先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将