生物制藥上游生產(chǎn)一般采用哺乳動物細(xì)胞表達(dá)，大多數(shù)細(xì)胞的適宜pH在7.0左右，且溶解的二氧化碳濃度（dCO?）在5%至15%之間。當(dāng)dCO?超過15%（即115mmHg)時，會抑制細(xì)胞生長、導(dǎo)致細(xì)胞代謝狀態(tài)改變、生產(chǎn)力下降以及影響蛋白質(zhì)的翻譯后修飾。在生物反應(yīng)器的工藝放大過程中，經(jīng)典的策略是：恒定的單位體積功率（P/V）和恒定的葉尖線速度控制攪拌轉(zhuǎn)速，根據(jù)氧氣的KLa效率選擇鼓泡孔徑，以及恒定的單位體積氣體流量（vvm）來設(shè)定氣體流速。然而，這些方法僅側(cè)重于將生物反應(yīng)器系統(tǒng)中的剪切力保持在最低水平，并未考慮將dCO?濃度控制在期望范圍內(nèi)，易導(dǎo)致培養(yǎng)工藝放大失敗。因此，如何將dCO?濃度維持在合適范圍內(nèi)，也是一個需要重點(diǎn)考慮的因素。

外源物添加

可通過在培養(yǎng)過程中添加外源物質(zhì)減少CO?的產(chǎn)生和累積，如在培養(yǎng)過程中常用來控制pH的堿液NaHCO?，可用Na?CO?或NaOH溶液代替，同時在培養(yǎng)基中的NaHCO?緩沖溶液可以考慮用組氨酸、亞氨基乙二酸、MOPS、TES、 TRIZMA或PIPES替換。

反應(yīng)器的高徑比（液體高度與罐體直徑比：HL/DT）一般為1-3。在對生物反應(yīng)器進(jìn)行放大過程中，隨著液體高度不斷增加，同時靜水壓力也隨之增加。由于氣體的擴(kuò)散系數(shù)與壓力成反比，即生物反應(yīng)器高度的增加會導(dǎo)致總壓力增加、擴(kuò)散系數(shù)減小，那么CO?從培養(yǎng)基液相擴(kuò)散到氣相中的速率就會降低，同時反應(yīng)器高度的增加，CO?在反應(yīng)器中的上升路徑也變長，就導(dǎo)致CO?比較難移除。同時若反應(yīng)器的高徑比過小，會影響反應(yīng)器的攪拌和通氣效果。因此選擇合適的高徑比，對CO?的移除是事半功倍的。如下圖所示，在反應(yīng)器高徑比為1.5的情況下，不同體積生物反應(yīng)器的液體高度增加及相應(yīng)的CO?溶解度增加的變化關(guān)系。

采用偏心攪拌和槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低剪切力，提高反應(yīng)器內(nèi)的混勻效率，利于CO?的移除。在經(jīng)典的微泡和大泡基礎(chǔ)上，推出中泡的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)氣體的高效傳質(zhì)。

從10到2000L結(jié)構(gòu)相似，1.5:1的高徑比設(shè)計(jì)，助力CO?快速移除，輕松實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)工藝規(guī)模放大。

采用穩(wěn)定的PCS7系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備控制。擴(kuò)展整合pCO?電極，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)過程中dCO?的過程監(jiān)控與控制。