波浪式生物反应器是一种基于摇床原理的悬浮培养系统，通过培养袋的波浪式运动实现温和混合与高效传质，适用于贴壁细胞（结合微载体）和悬浮细胞

（如CHO、干细胞）的培养其低剪切力、高氧传递效率及一次性使用设计，使其在疫苗、细胞治疗及抗体生产中广泛应用 

一、设备组成 

1. 主机单元：摇床平台（往复/旋转式）、驱动电机、速度控制系统（5-40 rpm） 

2. 培养容器：一次性无菌培养袋（50mL-500L），材质为多层聚乙烯或TPE，集成pH/DO传感器接口 

3. 环境控制模块：温控系统（加热垫或舱体控温）、气体混合单元（O₂/CO₂/N₂调节） 

4. 监测系统：在线称重（监测培养基蒸发）、非侵入式光学传感器（pH/DO） 

二、工作原理 

1. 波浪混合：摇床带动培养袋周期性倾斜，形成波浪式流体运动，促进氧气溶解（kLa可达10-30 h⁻¹）和营养均一性 

2. 低剪切环境：无机械搅拌，剪切力<0.5 Pa，保护敏感细胞 

3. 气体交换：通过袋顶空通气或膜扩散（如透气性袋壁）调节溶氧与pH 

三、设计方法 

1. 运动参数优化：摇床倾角（6°-10°）与频率匹配培养体积（小体积高频，大体积低频） 

2. 传质增强：培养袋内设挡板或凹槽，提升波浪扰动效率 

3. 一次性设计：预灭菌袋体避免交叉污染，减少验证成本 

四、操作流程 

1. 装袋：注入培养基（工作体积30%-70%），接种细胞（悬浮细胞1-2×10⁵ cells/mL，微载体需预贴附） 

2. 启动：设定摇速（15-25 rpm）、温度（37℃）、通气（5% CO₂），开启在线监测 

3. 过程控制：每日取样检测细胞密度、代谢物（葡萄糖/乳酸），必要时补料 

4. 收获：直接抽取培养液或断开袋体接口离心收集细胞 

五、维护保养 

1. 主机维护：每月检查摇床轨道润滑度，校准称重传感器 

2. 传感器校准：光学pH/DO探头每批次前用标准液校准 

3. 清洁消毒：非一次性部件用70%乙醇擦拭，避免液体渗入电机