Question 1

バッチと連続バイオリアクターの主な違いは何ですか？

Accepted Answer

バッチ反応器は、細胞培養に必要なすべてのコンポーネントを含む閉鎖系で、栄養素が消費され、廃棄物が蓄積されます。連続攪拌タンク反応器は、新鮮な栄養素が継続的に流入し、廃棄物を含む細胞が流出する開放系で、廃棄物除去と栄養補給を通じて細胞密度の制御が可能になります。

Question 2

バッチ反応器操作中に細胞はどのように成長しますか？

Accepted Answer

バッチ培養は4つの古典的な成長段階を経ます。細胞はまず遅延期に入り、環境にゆっくりと適応します。その後、対数期に入り、栄養が枯渇したり有毒な副産物が蓄積したりするまで指数関数的に分裂します。細胞が停滞期に達すると成長が遅くなり、培養から目的の産物を収穫する機会が提供されます。

Question 3

生物反応器で細胞増殖を最適化するためにどのパラメータが制御されていますか？

Accepted Answer

複数のリアクターパラメータは、温度、圧力、溶存酸素、pHなど、細胞の成長と密度を最大化するために制御されます。インペラーは均一な溶液を維持し、細胞に十分な栄養素と酸素を供給します。発酵システムにはこれらの条件を連続的に測定するプローブが装備されており、最適な成長環境を確保します。

Question 4

バイオリアクターを使用する前に滅菌が重要なのはなぜですか？

Accepted Answer

滅菌、通常はオートクレーブで蒸気を使用するのが、バイオリアクター使用前に汚染を軽減するために不可欠です。アセンブリ前に全ての部品を滅菌して、細胞培養を妨げる可能性のある微生物を排除します。これにより、信頼性の高い細胞成長と製品生産のための清浄な環境が確保されます。

Question 5

希釈速度は連続反応器における細胞密度にどのように影響を与えますか？

Accepted Answer

連続撹拌槽型反応器では、定常状態での細胞密度は希釈率に依存し、これは供給速度と流出速度の比で反応器の体積で割った値として計算されます。希釈率が1に近づくにつれて、細胞密度は減少します。この関係により、オペレーターは流量を調整することで最終的な細胞密度を制御できます。

Question 6

バイオエンジニアリングにおけるバイオリアクター技術の実用的な応用は何ですか？

Accepted Answer

ビール醸造では、酵母が麦芽大麦を発酵させるバッチ反応器が使用され、廃棄物としてアルコールが生成されます。特殊な反応器は、一定の混合と機械的刺激を通じて細胞の生存率を向上させ、細胞外マトリックスの生成を促進し、組織工学と再生医療用途のための細胞の成長と分化を導くことで組織工学を強化します。

Question 7

バッチ反応器と連続反応器の長所と短所は何ですか？

Accepted Answer

バッチ反応器はシンプルで費用対効果が高いが、セル密度が限られている。連続反応器はより高いセル密度を達成できるが、非常に高い密度で凝集のリスクがあり、成長効率を低下させる。長期の連続発酵期間は汚染リスクを増加させ、製品品質を確保するために注意深いモニタリングとメンテナンスを必要とする。

バッチと連続バイオリアクター - 評価クイズ