细胞培养生物反应器是一种用于大规模体外培养动物、植物或微生物细胞的密闭或开放设备，通过模拟体内生长环境（如温度、pH、溶氧、营养供应等），实现

细胞高效增殖或目标产物合成。广泛应用于生物制药、疫苗生产、组织工程等领域。

一、设备组成 

1. 主体单元：包括罐体（玻璃/不锈钢）、搅拌系统（机械/气升式）、温控装置（加热套/冷却盘管）。 

2. 环境控制系统：溶氧传感器（DO）、pH电极、CO₂/O₂混合气体调节模块。 

3. 辅助系统：进料/收获管路、无菌过滤装置（空气/液体）、数据采集与自动化控制软件。 

二、工作原理 

通过搅拌或通气维持均一的培养环境，传感器实时监测关键参数并反馈至控制系统，动态调节温度（37℃±0.5℃）、溶氧（20%-60%空气饱和度）、pH（7.0-7.4）

等条件，确保细胞最佳代谢状态。 

三、设计方法 

1. 规模适配：从实验室级（1-10L）到工业级（>1000L）逐级放大，保持kLa（传氧系数）一致。 

2. 流体力学优化：采用低剪切力搅拌桨（如斜叶桨）或波浪式生物反应器，减少细胞损伤。 

3. 无菌设计：所有接触部件需耐受高压灭菌（121℃）或在线灭菌（SIP）。 

四、操作流程 

1. 预处理：罐体清洗、灭菌（湿热/化学法），校准传感器。 

2. 接种与培养：接入细胞悬液，设定参数（转速、通气量），启动在线监测。 

3. 过程控制：定期补料（葡萄糖/谷氨酰胺），排除代谢废物。 

4. 收获：离心或过滤分离细胞/产物，结束批次。 

五、维护保养 

1. 日常维护：使用后彻底清洗（NaOH/PBS），检查密封性。 

2. 传感器保养：pH/DO电极定期校准与存储于缓冲液。 

3. 长期停用：排空管路，干燥保存，每季度通电检测控制系统。