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生物反应器是利用生物体内由酶、细胞、微生物等引起的化学反应机制来生产和分析有用物质的系统及其反应容器。

利用生物反应的机制的缺点是比化学反应慢。然而，它是一种&苍产蝉辫;好的方法，因为它产生的副产物较少并且不会降低催化剂活性。

另外，由于该工艺不需要高温或高压条件，因此无需准备耐压或耐热设备，这在成本方面是有利的。从更广泛的意义上讲，用于培养细胞的装置有时被称为生物反应器。

生物反应器使用应用

1. 工业

生物反应器广泛应用于食品、农业、畜牧业、渔业和化学工业（化学产物）等行业。该设备除了应用于医学、诊断服务和分析等领域外，还在资源、能源和生物电子等领域有应用。

例如，在食品生产中，通过大豆、大米或果汁与曲霉菌或酵母反应生产味噌、酱油、清酒、葡萄酒等的方法也可以被认为是生物反应器。一个典型的工业例子是通过固定化酶（使其可重复使用）来大规模生产氨基酸和糖。

此外，在研究和医学领域，可以通过细胞培养在细胞内产生功能性物质，然后提取作为药用物质。

2.物理化学

生物反应器还用于检测和定量理化物质。自动分析仪使用固定化酶以光学方式跟踪化学反应，可以连续分析许多样品。

生物传感器是一种以电子方式跟踪反应的方法。具体例子包括酶传感器、微生物传感器和半导体生物传感器。

生物反应器原理

生物反应器是在温度、辫贬、压力等可控的反应容器中，使原料反应物与固定化酶及其他反应元素发生反应的机构。经过合成、分解、转化、去除，得到目标产物。

1. 反应元件

使用的主要反应元素是纯化的酶、细胞和微生物。酶是生物体中的催化剂，并且是传统上&苍产蝉辫;常用的反应元素。

广义上，也可利用在植物细胞、肝细胞、血细胞等动物细胞、线粒体、质体等细胞内细胞器、激素受体、抗体等中发生的反应。

2. 反应元件的固定

固定反应元件的主流方法是载体结合法，将反应元件与不溶性载体结合。其他方法包括交联反应性元素的交联法和使用捕获剂的捕获法。

通过固定反应元件，更容易分离反应元件和生成的物质。还有一种使反应元件浮动而不是固定的方法。

生物反应器的类型

生物反应器有多种类型。根据不同的目的，它们有各种各样的形状，从使用酶获得目标物质的经典例子，到培养细胞和微生物来生产目标物质的例子。用于生物制药生产的细胞培养和细菌培养设备有时被称为生物反应器。

液体生物反应器是最常见的，其中原料为液体形式。另一方面，固态生物反应器用于曲和酶工业，其原料是固体。另外，当使用诸如植物细胞、藻类和光合细菌等进行光合作用的反应元件时，已经开发并使用了具有改进的光供应的光合生物反应器。

工业用生物反应器相对较大，而分析用生物反应器相对较小。特别是，微生物反应器的目的是在不收集反应产物的情况下检测反应产物，并且已经开发出了可以分析从几尘尝到μ尝的液体的装置。

有关生物反应器的其他信息

1、反应场条件

在生物反应器中，根据反应是在液态还是固态下进行，通气、搅拌和混合的方法以及反应温度控制有很大差异。 例如，如果反应元件是需氧生物，则需要通风，因此我们采用在容器内部搅拌的曝气搅拌方法，或者从容器内部的导流管提升气泡的气升方法。

就光合生物而言，需要供给溶解在液体中的有机物质、氮、磷等无机盐、维生素等生理活性物质以及光。此外，在用于分析的微生物反应器的情况下，有时使用几微升量级的容器，因此需要能够更精确地控制温度和液体体积以避免测量误差。

2. 使用生物反应器合成光学活性物质

生物反应器也是合成光学活性物质的常用方法。使用生物催化剂合成光学活性物质的优点包括以下特点。

• 许多在易于处理的环境（如室温、常压和接近中性 pH 值）下表现出优异的催化活性。

• 由于该反应仅选择性地发生在特定化合物的特定位点，因此通常副产物较少且产率较高。

3.生物反应器在再生医学中的应用