生物反应器不同搅拌速度的计算流体力学模拟及对悬浮培养CHO细胞的影响

摘要：

目的 考察搅拌式生物反应器不同搅拌速度对悬浮培养的CHO细胞生长、代谢及促卵泡激素(follicle stimulating hormone,FSH)表达的影响.方法 采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对5L生物反应器在100、200、300、400 r/min搅拌速度下的内部流场进行模拟;对培养过程中的细胞密度、细胞活率、细胞直径、pH、生化参数及FSH浓度进行检测,根据细胞比生长速率、葡萄糖比消耗速率、谷氨酰胺比消耗速率、乳酸比生成速率、氨比生成速率以及FSH浓度变化,确定不同搅拌速度对细胞生长、代谢及FSH产量的影响.结果 在100、200、300、400 r/min搅拌速度下,随着搅拌速度的增加,反应器内的剪切速率逐渐增大;导致最大细胞密度逐渐降低,依次为6.22× 106、6.14×106、5.87× 106、5.72×106个/mL;细胞比生长速率逐渐降低,依次为0.52、0.49、0.47、0.47/d;培养前5d,在100 r/min搅拌速度下,较其他条件下细胞代谢变慢,培养后5d无明显差异;搅拌速度对FSH产量无显著影响.结论 本研究从微观角度了解了反应器内的流场特性,将仿真与实验结合,确定了不同搅拌速度下产生的剪切力对CHO细胞悬浮培养的影响,为细胞培养工艺参数的优化奠定了基础.

关键词：生物反应器、搅拌速度、计算流体力学模拟、CHO细胞、悬浮培养

所属期刊栏目：33

分类号：Q815(生物工程学(生物技术))

在线出版日期：2020-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1285-1291