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2025/09/26
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合成生物學(xué)高溫制藥的核心工具是生物反應(yīng)器，其本質(zhì)是通過(guò)多輪次、多批次實(shí)驗(yàn)篩選適配菌種與優(yōu)秀培育環(huán)境的技術(shù)體系，廣泛應(yīng)用于凱塞生物、華熙生物等企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，支撐制藥及生物產(chǎn)物研發(fā)生產(chǎn)。
生物反應(yīng)器按規(guī)模分為兩類(lèi)：實(shí)驗(yàn)室常用小型反應(yīng)器（500ml、1L、2L、3L、5L），多排布局可同步開(kāi)展多組實(shí)驗(yàn)；篩選成功后轉(zhuǎn)移至大型反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與產(chǎn)能提升。所有反應(yīng)器均需搭配三類(lèi)關(guān)鍵設(shè)備：一是PH 傳感器，調(diào)節(jié)環(huán)境酸堿值，為微生物營(yíng)造適配生長(zhǎng)條件；二是溶氧傳感器，監(jiān)測(cè)通氣量與氧氣含量，保障微生物呼吸代謝，尤其加糖后氧含量下降時(shí)可實(shí)時(shí)預(yù)警；三是電導(dǎo)率傳感器，檢測(cè)原料水電導(dǎo)率，確?；A(chǔ)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
微生物培育需碳源（如葡萄糖）、氮源（動(dòng)物 / 植物氮源）等營(yíng)養(yǎng)源，加糖后會(huì)導(dǎo)致氧含量降低，需通過(guò)溶氧傳感器動(dòng)態(tài)調(diào)整通氣。實(shí)驗(yàn)流程遵循 “篩選 - 放大" 邏輯：先在小型反應(yīng)器中多輪次培養(yǎng)，篩選出有效合成產(chǎn)物（如優(yōu)質(zhì)菌種、高價(jià)值代謝產(chǎn)物）；再逐步放大至大型反應(yīng)器，滿足工業(yè)化產(chǎn)能需求。此外，反應(yīng)器均配備空氣補(bǔ)充、補(bǔ)料、補(bǔ)酸堿、補(bǔ)糖接口，分別用于供氧、補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)、調(diào)酸堿、補(bǔ)碳源，配合傳感器形成閉環(huán)管控。
這種工具體系的核心價(jià)值在于：小型反應(yīng)器降低實(shí)驗(yàn)成本、提升篩選效率，大型反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)落地，傳感器保障培育穩(wěn)定性，三者協(xié)同推動(dòng)合成生物學(xué)在高溫制藥領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
