攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐是多功能培養(yǎng)罐，設(shè)置有四氣混合系統(tǒng)， 可以通過配置對應(yīng)的Spinfilter、無氣泡硅膠管通氣系統(tǒng)、低剪切力攪拌槳等配套配件后，用于動(dòng)物細(xì)胞的分批、流加連續(xù)培養(yǎng)。 通過變換攪拌槳和通氣方式也可作為微生物培養(yǎng)罐.可實(shí)現(xiàn)pH值、pO2、溫度、二氧化碳、營養(yǎng)物自動(dòng)流加、攪拌速率等自動(dòng)化控制，可以通過計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制軟件對培養(yǎng)過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。 除了用于動(dòng)物細(xì)胞和微生物的培養(yǎng)外，該系統(tǒng)的能實(shí)現(xiàn)生物化學(xué)反應(yīng)條件(例如pH值、溫度、流加)的精密范圍內(nèi)控制， BC2生物反應(yīng)器系統(tǒng)也可以應(yīng)用于蛋白藥物PEG修飾反應(yīng)過程的反應(yīng)條件控制。

　　攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐是最經(jīng)典、最早被采用的一種細(xì)胞培養(yǎng)罐。在諸多細(xì)胞培養(yǎng)罐類型中，該種培養(yǎng)罐最能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐的設(shè)計(jì)理念，它通常由罐體、管路、閥門、泵及馬達(dá)組成，由馬達(dá)帶動(dòng)槳葉混合培養(yǎng)液，通過攪拌器的作用使細(xì)胞和養(yǎng)分在培養(yǎng)液中均勻分布;罐體上安裝的不同傳感器，用以在線持續(xù)檢測培養(yǎng)液的pH、溫度、溶氧等重要參數(shù);小罐體通常采用硼硅酸鹽玻璃制作，用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模使用;大罐體采用不銹鋼材質(zhì)，用于大規(guī)模生產(chǎn)。目前，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的主流生產(chǎn)工藝是攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐流加培養(yǎng)工藝，也是當(dāng)前動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的主流。原因在于：攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐既可用于懸浮細(xì)胞培養(yǎng)，也適用于微載體貼壁細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)工藝容易放大，可以為細(xì)胞的生長和增殖提供均質(zhì)的環(huán)境;產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，非常適合于工廠化生產(chǎn)生物制品。雖然攪拌所產(chǎn)生的剪切力對細(xì)胞有害，但是通過改變槳葉的形狀和尺寸，或者是在培養(yǎng)基中添加一些血清、牛血清白蛋白、葡聚糖及非離子表面活性劑Pluronic F68 等，可降低剪切力造成的影響。攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐的細(xì)胞密度可達(dá)2×107 個(gè)/ml，并且生產(chǎn)放大工藝相對簡單，懸浮細(xì)胞培養(yǎng)較易放大到萬升規(guī)模以上。Lonza公司擁有8臺(tái)20000L的攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐，采用全懸浮培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)抗體;Baxter公司在2008 年報(bào)道，利用8 周時(shí)間使Vero細(xì)胞微載體培養(yǎng)規(guī)模從1ml放大到6000L的規(guī)模;美國Genentech 公司使用12000L攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐培養(yǎng)CHO細(xì)胞，生產(chǎn)t-PA重組蛋白以及治療癌癥的生物藥物。工業(yè)應(yīng)用細(xì)胞培養(yǎng)罐罐體通常由不銹鋼制造，按照耐壓容器要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。罐體頂端或底部安裝馬達(dá),驅(qū)動(dòng)槳葉進(jìn)行攪拌，帶動(dòng)液體介質(zhì)(培養(yǎng)液)的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)混合和傳質(zhì)效果;罐體頂端或側(cè)面安裝的在線傳感器(pH、溫度、溶氧等)，與控制器相聯(lián)，可以連續(xù)測定罐體培養(yǎng)液的培養(yǎng)參數(shù);細(xì)胞培養(yǎng)罐自動(dòng)化程度越高，相應(yīng)配備的傳感器數(shù)量也越多;在整個(gè)培養(yǎng)過程中，依靠各種不同的傳感器，細(xì)胞培養(yǎng)罐能夠在線(on line)連續(xù)監(jiān)測和調(diào)整與細(xì)胞生長、分化、增殖、凋亡有關(guān)的參數(shù)，使它們始終保持最佳組合;側(cè)面安裝有取樣閥，便于取樣;頂部具有燈鏡和視鏡，用于培養(yǎng)罐內(nèi)部觀察;罐體底部安裝罐底隔膜閥，用于料液排放。罐體的設(shè)計(jì)還應(yīng)利于在線清潔和滅菌，避免死角的出現(xiàn)。

　　細(xì)胞培養(yǎng)罐的支架管路，是培養(yǎng)罐提供氣(汽)體、液體的通道，通過各種閥門進(jìn)行管路的開啟和關(guān)閉控制。通過電加熱、增壓泵、蠕動(dòng)泵、氣體過濾器、氣體流量計(jì)、氣體比例調(diào)節(jié)閥等裝置的檢測、運(yùn)轉(zhuǎn)，維持反應(yīng)器運(yùn)行過程中的參數(shù)穩(wěn)定。培養(yǎng)罐的控制器，用以采集培養(yǎng)罐運(yùn)行時(shí)的各種狀態(tài)參數(shù)，并進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制。

　　攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐的基本功能

　　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件要求復(fù)雜，為獲得更好的細(xì)胞培養(yǎng)效果，往往配備各種配件或儀器，以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)罐功能。細(xì)胞培養(yǎng)罐通常具備以下基本功能：

　　1) 攪拌控制功能。通過馬達(dá)帶動(dòng)攪拌槳葉攪拌，實(shí)現(xiàn)液體的均勻混合，帶動(dòng)細(xì)胞或載體的懸浮，并具有較低的剪切力，降低對細(xì)胞的損傷。細(xì)胞培養(yǎng)罐攪拌系統(tǒng)可分為磁力攪拌和機(jī)械密封攪拌兩種形式。前者采用先進(jìn)的磁力攪拌器裝置，使培養(yǎng)罐系統(tǒng)完全與外界隔絕，具有優(yōu)良的系統(tǒng)密封性，保證了反應(yīng)器長時(shí)間無菌運(yùn)行安全性;后者采用改良的機(jī)械密封技術(shù)和獨(dú)特的操作方法，避免了傳統(tǒng)的機(jī)械密封泄露、不利于長時(shí)間無菌運(yùn)轉(zhuǎn)的弊端。

　　2) 溫度控制功能。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐采用夾套循環(huán)水進(jìn)行溫度控制，利用蒸汽或電加熱器進(jìn)行加熱，注入冷卻水進(jìn)行降溫。使用蒸汽加熱能迅速提高培養(yǎng)罐溫度，使用電加熱器提高了培養(yǎng)罐溫度控制的靈敏性和穩(wěn)定性。

　　3) pH控制功能。使用pH電極進(jìn)行檢測，由控制程序PID自動(dòng)控制酸堿液的加入，實(shí)現(xiàn)pH控制。

　　4) 溶氧控制功能。使用溶氧電極進(jìn)行檢測，由控制程序PID自動(dòng)控制氣體的加入，實(shí)現(xiàn)溶氧的控制。

　　5) 液位控制功能。使用培養(yǎng)罐進(jìn)行灌流培養(yǎng)時(shí)，為保持培養(yǎng)體積的恒定，可使用液位電極或稱重模塊來實(shí)現(xiàn)控制。

　　6) 細(xì)胞截留功能。使用培養(yǎng)罐進(jìn)行灌流培養(yǎng)時(shí)，使用旋轉(zhuǎn)過濾器將細(xì)胞截留在反應(yīng)器之內(nèi)，可提高細(xì)胞培養(yǎng)密度。

　　7) 蒸汽滅菌功能。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐具備手動(dòng)滅菌和自動(dòng)滅菌兩種方式，能夠穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)在線蒸汽滅菌功能。

　　8) PID 軟件控制功能。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐采用觸摸屏控制和計(jì)算機(jī)終端遠(yuǎn)程控制兩種模式，具有數(shù)據(jù)顯示、工藝狀態(tài)顯示， 工藝參數(shù)控制、校正，數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能，符合GMP 管理對制品的記錄和可追溯性要求。 配備有計(jì)算機(jī)終端遠(yuǎn)程控制功能，操作人員通過終端機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)器的操作和監(jiān)控。

　　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用攪拌式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐還具備以下特點(diǎn)：

　　管路布局合理、簡潔，有效消除管路滅菌死角，并實(shí)現(xiàn)了管路在線滅菌功能。滅菌操作簡單方便，滅菌效果可靠，為反應(yīng)器無菌控制提供了有效保障。

　　深層通氣系統(tǒng)采用微泡發(fā)生器，使氣泡更小、更均勻，溶氧傳遞效果良好。

　　支架管路系統(tǒng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少氣體使用的種類，使用方便。

　　電極、儀表、控制器、閥門等重要設(shè)備和元器件，均選用品質(zhì)優(yōu)良的進(jìn)口設(shè)備，充分保證了反應(yīng)器使用可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。