1. Höhere Ausbeute
Die Verbesserung der Arbeitseffizienz ist der Hauptgrund für den Wechsel von Schüttelflaschen zu Bioreaktoren, in denen Sie in der Regel in kürzerer Zeit mehr Gesamtbiomasse oder spezifische Produktproduktion aus Zellen gewinnen können. Beispielsweise unterscheiden sich die Ergebnisse der Kultivierung von K12 Escherichia coli in Schüttelflaschen und Bioreaktoren erheblich vom Wildtyp.
2. Biologische Prozessinformationen in Echtzeit
Da Bioreaktoren auf Mikrocomputer angewiesen sind, um verschiedene Parameterinformationen direkt zu steuern, und über verschiedene Sensoren eine Echtzeitübertragung des Plasmazellwachstumsstatus, der gelösten Sauerstoffparameter, der DO-Werte, der Leitfähigkeit usw. erreichen können, ist während der Schüttelkolbenkultivierung keine Echtzeit-Prozesssteuerung möglich. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich mit typischen Kultivierungsparametern in Bioreaktoren:
Obwohl das Schütteln von Flaschen mit Geräten von Drittanbietern mehr leisten kann, tragen Kosten, Handhabung und Interoperabilitätsprobleme dazu bei, dass es sich um Nischenlösungen für bestimmte Anwendungen und Umgebungen handelt.
3. Anpassungsfähigkeit
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Schüttelflaschen und Bioreaktoren besteht darin, dass der Einsatz von Bioreaktoren die Anpassungsfähigkeit verbessert. Dabei geht es nicht nur um die Anzahl der einzelnen Parameter, die gemessen und kontrolliert werden können. Qualität und Umfang der Messwerte sowie deren Kontrollmöglichkeiten sind bei Schüttelflaschen oft eingeschränkter. Normalerweise wird die Kontrolle wichtiger Parameter wie der Temperatur gleichzeitig auf alle Schüttelflaschen angewendet. Für viele Filteranwendungen mag dies nicht wichtig sein, für die Optimierungsforschung ist es jedoch ein Problem.
4. Bessere biologische Schädlingsbekämpfung
Dies ist ein Schlüsselfaktor für den Nutzen des Übergangs von Schüttelflaschen zu Bioreaktoren. Dies kann durch den Einsatz von stufenweisen Strategien erreicht werden, die von biologischer Prozesssoftware bereitgestellt werden, um einzelne Parameter oder die vollständige Prozesskontrolle zu steuern. Schüttelflaschen können einige nützliche Kontrollstrategien erreichen, aber sie sind entweder in ihrem Umfang begrenzt oder erfordern zusätzliche Ausrüstung.
5. Möglichkeiten erweitern
Aufgrund des starken Produktionsanstiegs im letzten Jahrzehnt kann eine kleine Kulturmenge eine hohe Zelldichte oder Produktkonzentration aufweisen. Dies macht die Schüttelflaschenkultur zu einer praktikablen Option für die Produktion im kleinen Maßstab in frühen Anwendungen. Bei der erwarteten Ausweitung auf kommerzielle Ebenen können jedoch Bioreaktoren im kleinen Maßstab die richtigen Standards festlegen und eine solide Grundlage bieten. Dies liegt an der einfachen physikalischen Ähnlichkeit und der Qualität der verfügbaren Informationen, nämlich:
Rührreaktoren (STRs) sind immer noch eine gängige Form von Bioreaktoren im Produktionsmaßstab, und Bioreaktoren im Labormaßstab können dies besser nachahmen. Beispielsweise beziehen sich wichtige Amplifikationsstandards wie Impellerspitzengeschwindigkeit und Volumenmassentransfer auf Bioreaktoren, aber nicht direkt auf Schüttelkolben. Die Kontrollstrategie und Optimierung von Bioreaktoren im kleinen Maßstab kann normalerweise durch einfache proportionale Änderungen in größerem Maßstab angewendet werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Bioreaktoren manchmal als zu komplex, teuer und zeitaufwändig angesehen werden. In Bioreaktoren können jedoch verschiedene Indikatoren genau kontrolliert werden, und sogar der EKF-Laktatanalysator kann zur Echtzeitanalyse und Erkennung des während der Zellkultur erzeugten Laktats verwendet werden, um eine gute Zellwachstumsumgebung sicherzustellen.
Wenn Sie die Kultivierungsdichte erhöhen, den Maßstab der Zellkultur erweitern und den Prozess hochskalieren möchten, ist die Verwendung eines Desktop-Bioreaktors die richtige Wahl.