植物细胞培养生物反应器的种类特点及展望

  植物细胞培养生物反应器技术在短时间内取得了较大的进步，但是在实际的生产与实践中还存在着许多问题。

  要加强对培养过程中植物细胞生理特性的研究，在实用性方面加强对生物反应器生理特点的研究，为植物细胞培养工作取得根本的突破。在对生物反应器结构优化的基础上，考虑到其对供养条件与剪切条件的影响，应建立一个完整的检测系统，促使植物细胞培养朝着一个更好的方向发展。

  对植物细胞培养生物反应器怎么来实现连续培养进行研究，为后期的大规模培养建立一个有利的条件。一定要通过大量的试验，确定所用植物细胞最具有优势的生存环境，为大规模的生产提供一个更便利的条件。

  总而言之，随着植物细胞生物反应器研究水平的逐步的提升，可以更有效地将植物细胞培养技术应用于更广阔的领域，为选用药物的稳定性与提高产量提供有利保障。

  推动优良植物材料的繁育、纯天然药物的开发，以及保护稀缺植物资源，是植物细胞培育的研究重点。大规模地进行天然植物功效和相关成分含有量的研究，以满足日益扩大的市场需要。通过对不同的生物反应器进行研究，创造植物细胞最佳生长与新陈代谢的环境，不断缩短培育与发展的周期，为植物细胞工业化的发展提供一个有力的条件。本文针对植物细胞的特点，对应用于不同植物细胞培养中的不一样的种类生物反应器的功能进行研究，提出了未来植物细胞培养生物反应器的发展的新趋势与展望。

  此外，植物细胞需要一个漫长的过程进行生长，要想在无干扰前提下实现植物细胞的无菌培养则会面临很大的难度。在培养的过程中很容易因为外界环境的干扰导致细胞体的变异。植物细胞在悬浮培养过程中对氧气的需求量较大，但是由于植物细胞培养在后期会因为密度较大、黏稠度高，使氧气的传输受到阻碍。最后，由于植物细胞经常会形成团状，难以搅拌，阻碍了营养的东西的传输。

  摘要：生物反应器应用于植物细胞培养，不仅打破了地域条件的约束，还能够通过人为的方式来进行干预，为植物细胞的大规模培养进行系统化与人工化的养殖，为植物细胞的新陈代谢创造了一个有利的条件，是目前植物细胞培养工作的研究热点。在介绍植物细胞培养特点的基础上，对适用于植物细胞培养的各种不一样的生物反应器的工作原理，以及存在的不同优点与缺点进行了介绍与对比分析，提出了对未来植物细胞培养的发展特点与发展展望，为后期植物细胞培养生物反应器的选择与改进提供参考依据。

  植物细胞的培养是指在细胞离开生命体的前提下，以单个细胞体或者若干个细胞体为单位做植物组织培养的方式[1]。这种植物细胞培养技术不会受到外界环境等一系列客观因素的影响，实现了短时间之内大规模的细胞培养，以便于后期的研究发展与应用。与动物细胞相比，植物细胞能轻松实现悬浮生长，能够直接进行大规模的培养，但是植物细胞新陈代谢活动的频率较低，次生物质的合成与积累需要一个漫长的过程，生长速度慢，所以具有较高的要求。

  <泡式生物反应器：结构简单，整个系统密闭，气体从底部通过一个喷嘴穿过液池来实现对气体的传递与物质的传播，可以实现长时间的无菌操作。这种生物反应器较适用于植物细胞的培养。

  转鼓式生物反应器：与其他的生物反应器相比较，这种反应器可以在低能耗与低剪切力的前提下，为植物细胞培养提供更充足的氧气，有效地避免了细胞贴壁现象的发生，较适用于高密度的植物细胞悬浮培养。

  机械的搅拌是通过搅拌产生的漩涡加以混合，这就是搅拌式生物反应器的特点。其具有可操作性范围大、混合程度高、营养传播均匀、适应性广的特点，在植物组织培养以及转基因技术等生产实践中得到了广泛的应用。但是，搅拌式生物反应器速度越快，顶部气泡破碎的速度也就越快，产生了很强的剪切力，对脆弱的植物细胞会造成非常大的伤害，所以这种搅拌式生物反应器不适用于敏感植物细胞的研究与应用[2]。

  与传统的搅拌式生物反应器相比较而言，这种非搅拌式生物反应器的结构更简单，产生的剪切力更小，适用于植物细胞的培养。非搅拌式生物反应器包括气升式生物反应器、鼓泡式生物反应器和转鼓式生物反应器[3]。

  气升式生物反应器：通过在培养皿外装一个上升管，让两端连接最顶部与最底端，构成一个循环系统。通过气体的循环，保证良好的传质效果。