【摘 要】
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用动物细胞生产产品已经成为生物制药产业的重要组成部分，高性能动物细胞反应器是进行动物细胞培养的关键设备之一。本论文以一新型动物细胞培养反应器-锥底宽体反应器进行了
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用动物细胞生产产品已经成为生物制药产业的重要组成部分，高性能动物细胞反应器是进行动物细胞培养的关键设备之一。本论文以一新型动物细胞培养反应器-锥底宽体反应器进行了细胞培养实验，并进行了冷模实验和计算流体力学模拟研究，揭示了其能满足高密度细胞悬浮培养对细胞培养的要求。同时，针对生物反应器的使用特点设计了满足SIP和CIP要求的管道系统。具体结果如下：
1．用HELA、HEK293和CHO细胞进行了锥底生物反应器、平底生物反应器和机械搅拌式生物反应器的对比培养实验。HELA细胞在锥底反应器中的最高细胞密度比平底反应器高27％。HEK293细胞在锥底反应器中的最高细胞密度比搅拌式反应器高38％。四种表达不同抗体的CHO细胞在锥底反应器中的平均最高密度分别比平底反应器和搅拌式反应器高74％和72％；抗体的平均表达量分别高71％和62％。从实验结果看出，锥底生物反应器中的细胞生长和抗体表达均有较大优势。
2．对锥底生物反应器、平底生物反应器和机械搅拌式生物反应器进行了冷模实验以及计算流体力学软件流场模拟。实验结果表明：在相同转速下，锥底反应器中的颗粒比平底反应器更容易悬浮。摇床转速≥110rpm时，锥底摇瓶中形成类似涡柱流，颗粒完全悬浮。锥底反应器的平均混合时间比平底反应器短27％，比机械搅拌式反应器长35％；k<,L>a平均比平底反应器和机械搅拌式反应器分别高83％和97％。计算流体力学计算结果表明，较之平底反应器，在锥底反应器中的培养基的比表面积大3％，剪切力小21％。因此更适应动物细胞培养的要求。
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