1. बायोरिएक्टर संस्कृति पर घूर्णन गति का प्रभाव
वर्तमान में, जैविक क्षेत्र में बायोरिएक्टर का उपयोग करके बड़े पैमाने पर अधिक से अधिक उत्पाद तैयार किए जा रहे हैं। बायोरिएक्टर में संवर्धित होने के लिए विभिन्न कोशिकाओं को अलग-अलग घूर्णन गति की आवश्यकता होती है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ऑपरेटिंग पैरामीटर के रूप में, सरगर्मी की गति न केवल तरल चरण के मिश्रण और सामग्री ऊर्जा के हस्तांतरण की दर को प्रभावित कर सकती है, बल्कि द्रव कतरनी और माइक्रोकैरियर टकराव का कारण भी बन सकती है।
लू मिंगुआ एट अल. ने निलंबित BHK-21 कोशिकाओं को संवर्धित करने के लिए BC-7L बायोरिएक्टर का उपयोग किया और निष्कर्ष निकाला कि 40r/min के तहत, रिएक्टर के तल पर अधिक कोशिकाओं को जमा होते देखा गया। जब घूर्णन गति को बढ़ाकर 70r/min किया गया, तो रिएक्टर के तल पर कोई जमा कोशिकाएँ नहीं थीं, लेकिन अधिक कोशिकाओं को एकत्रित होते देखा गया। इसलिए, घूर्णन गति को और बढ़ाकर 100r/min कर दिया गया, और कोशिका समूहन की समस्या हल हो गई, और कोशिकाएँ अच्छी तरह से विकसित हुईं। 100r/min इष्टतम सरगर्मी गति है।
विभिन्न सेल प्रकारों, संस्कृति विधियों आदि के कारण गति अलग-अलग होती है। रिएक्टर की परिचालन गति इसकी जरूरतों के अनुसार नियंत्रित होती है। अलग-अलग गति सेल संस्कृति परिणामों के लिए अलग-अलग परिणाम उत्पन्न करती है।
2. बायोरिएक्टर संस्कृति पर तापमान का प्रभाव
कोशिका संस्कृति तापमान आमतौर पर 35-37 डिग्री सेल्सियस होता है, इष्टतम तापमान 37 डिग्री सेल्सियस है, और इसे ± 0.25 डिग्री सेल्सियस के भीतर नियंत्रित किया जाता है। स्तनधारी कोशिकाओं की संस्कृति प्रक्रिया के दौरान, यदि संस्कृति तापमान कम हो जाता है, तो कोशिका वृद्धि और चयापचय धीमा हो जाएगा, लेकिन सेल व्यवहार्यता को बेहतर बनाए रखा जा सकता है।
यी जियाओपिंग एट अल। ने पुनः संयोजक बीएचके कोशिकाओं के विकास पर तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि 37 डिग्री सेल्सियस की तुलना में, तापमान में वृद्धि या कमी से कोशिका वृद्धि दर और घनत्व कम हो जाएगा, और तापमान में कमी से कोशिका वृद्धि की हिस्टैरिसीस अवधि बढ़ जाएगी रिएक्टर मापदंडों के समायोजन के दौरान, तापमान को बहुत अधिक बढ़ने से रोकना आवश्यक है, खासकर इसलिए क्योंकि पशु कोशिका संवर्धन प्रणाली अक्सर कम गति वाली सरगर्मी, खराब मिश्रण और कम संचरण दक्षता का उपयोग करती है। विशेष रूप से, टैंक की बाहरी दीवार से संस्कृति प्रणाली के अंदर तक हमेशा एक तापमान ढाल होता है, इसलिए तापमान निगरानी और नियंत्रण पर सख्त आवश्यकताएं रखी जाती हैं।
3. बायोरिएक्टर संस्कृति पर पीएच मान का प्रभाव
पशु कोशिका संवर्धन के लिए पीएच मान का नियंत्रण बहुत महत्वपूर्ण है। पीएच पशु कोशिकाओं के आसंजन, विकास, अस्तित्व और अन्य कार्यों को प्रभावित कर सकता है। पशु कोशिकाओं की पीएच सीमा आम तौर पर 6.8 और 7.4 के बीच होती है। 6.8 से नीचे या 7.4 से ऊपर के पीएच मान कोशिकाओं पर प्रतिकूल प्रभाव डालेंगे।
युआन जियानकिन एट अल। ने चिकन भ्रूण फाइब्रोब्लास्ट की वृद्धि का निरीक्षण करने के लिए 6 अलग-अलग पीएच मान (6.4, 6.8, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8) निर्धारित किए। परिणामों से पता चला कि चिकन भ्रूण फाइब्रोब्लास्ट 7.4 से 7.6 की सीमा में बेहतर और अधिक स्थिर रूप से बढ़े।
लू मिंगुआ एट अल. ने निलंबित BHK-21 कोशिकाओं को संवर्धित करने के लिए BC-7L बायोरिएक्टर का उपयोग किया और सत्यापित किया कि एक निश्चित छोटी सीमा के भीतर pH में परिवर्तन से कोशिका वृद्धि पर बड़ा प्रभाव नहीं पड़ेगा, लेकिन यदि परिवर्तन बड़ा है, तो यह कोशिकाओं को धीरे-धीरे और खराब स्थिति में विकसित करेगा। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि जब pH 7.4 होता है, तो कोशिका वृद्धि सबसे अच्छी होती है।
4. बायोरिएक्टर संस्कृति पर DO का प्रभाव
बायोरिएक्टर में घुली हुई ऑक्सीजन को ऑक्सीजन और हवा के मिश्रण को बबल डिस्ट्रीब्यूटर के माध्यम से संस्कृति माध्यम में पारित करके प्राप्त किया जाता है। बबल डिस्ट्रीब्यूटर का संरचनात्मक रूप काफी हद तक बायोरिएक्टर में घुली हुई ऑक्सीजन की स्थिति को निर्धारित करता है।
घुलित ऑक्सीजन नियंत्रण उपतंत्र को दो प्रमुख प्रणालियों में विभाजित किया गया है: सतह और गहरा वेंटिलेशन। गहरी वेंटिलेशन प्रणाली घुली हुई ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए एक माइक्रोबबल जनरेटर का उपयोग करती है। बुलबुले छोटे और समान होते हैं, और घुली हुई ऑक्सीजन हस्तांतरण प्रभाव अच्छा होता है। इसके अलावा, सरगर्मी ब्लेड के साथ डिजाइन को अनुकूलित करके द्रव्यमान हस्तांतरण और गर्मी हस्तांतरण प्रभाव को बहुत बढ़ाया जाता है। सतह वेंटिलेशन रिएक्टर और सतह परत में ताजी हवा को जल्दी से इंजेक्ट कर सकता है, जिससे सतह तरल ऑक्सीजन हस्तांतरण गुणांक बढ़ जाता है।
कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना एक निश्चित घुलित ऑक्सीजन (DO) सांद्रता को कैसे बनाए रखा जाए, यह पशु कोशिकाओं की बड़े पैमाने पर संस्कृति में एक महत्वपूर्ण कारक है। कोशिकाएँ हाइपोक्सिक परिस्थितियों में जीवित नहीं रह सकती हैं। बहुत कम घुलित ऑक्सीजन कोशिका के चयापचय और इस प्रकार कोशिका वृद्धि को प्रभावित करेगी; बहुत अधिक घुलित ऑक्सीजन न केवल कोशिकाओं पर विषाक्त प्रभाव डालेगी, कोशिका वृद्धि को बाधित करेगी, बल्कि उत्पादन लागत भी बढ़ाएगी।
कोशिकाओं की ऑक्सीजन की माँग विभिन्न विकास चरणों में अलग-अलग होती है। लघुगणक विकास अवधि में कोशिकाओं की ऑक्सीजन खपत क्षमता विशेष रूप से मजबूत होती है। आम तौर पर, बड़े पैमाने पर संस्कृति प्रक्रियाओं में घुलित ऑक्सीजन सांद्रता को वायु संतृप्ति के 20% से 60% पर नियंत्रित किया जाता है। गैस की आपूर्ति में हवा, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अनुपात को समायोजित करके या सरगर्मी की गति को बढ़ाकर एक निश्चित घुलित ऑक्सीजन सांद्रता को बनाए रखा जा सकता है।