生物反应装置

利用微型流化床反应分析仪(MFBRA)研究了生物质在氩气氛中的热解反应，通过在线反应物供给和生成气组成变化监测，实现了设定温度下生物质热解反应速率的测试、动力学参数的求算和反应机理的分析。反应的气体产物经过压力传感器、流量传感器、气体净化器后进入质谱仪进行检测。同时在生成气出口装有电磁阀，可通过程序控制在反应时间内采集气体样品(利用气袋采样)，利用气相色谱分析各样品的组分特性和外标法定量

生物反应器是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统，利用酶或生物体所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机

RTK-CSTR全自动厌氧发酵反应过程控制及多参数数据分析系统。可以同时控制6组全自动厌氧反应装置，每组装置由全混式厌氧反应器（CSTR）、单通道气体流量计、pH/ORP控制器、离子选择电极、泡沫感应器、蠕动泵和搅拌电机等部件组成。该系统能实时在线显示多参数如反应温度、pH值、ORP值、特定离子浓度，并能对这些参数进行自动化控制如自动加酸碱调节pH值，自动加氧化还原剂调节ORP值，自动加消泡剂进行消泡，自动控制机械搅拌的工作模式如转速、方向、连续或间歇时间等。同时实时在线显示厌氧发酵过程产生的沼气或甲烷气体体积或流量并自动换算成标况体积，对数据进行记录和存储。

使用光反应评价装置Lightway可以观测P型和T型光致变色化合物在光线照射后出现的光学物理性质变化。P型会因为光线照射而发生可逆性变化，T型在因光线照射发生光学物理性质变化后，通过受热恢复原状。T型光致变色化合物 ，复原所需的时间取决于因光线照射而发生变化的结构。

随着电子设备大量的使用，非线性负荷越来越多，企业电力网的谐波污染问题也越来越严重，由于谐波的不良作用恶化电能质量，增加附加损耗，降低电网可靠性，影响企业供用电设备的正常工作，甚至损害设备造成电气故障。结合用电安全要求及现状，浅谈有源滤波装置在生物制药安全供电系统中的作用及效果。

世界上最大的仿星器类型实验核聚变反应装置“Wendelstein 7-X”自2015 年 12 月开始已在德国格利夫斯瓦尔德的马克斯· 普朗克等离子体物理研究所 (IPP) 投入使用。该反应装置用于进行产生氢等离子体的实验，适合于核聚变发电站的连续运行。从长远来看，核聚变产生的能量被看作一种清洁的替代发电方式。Wendelstein 7-X有助于研究仿星器原理可用于发电站的范围。在 2016 年 3 月底完成第一个运行阶段后，反应装置正在升级并准备进行第二批次的系列实验。真空技术是反应装置的基本组成部分：实验只能在超高真空条件下进行。普发真空在反应装置真空系统的设计、实施和运行上已经与格利夫斯瓦尔德 IPP 的科学家们密切合作多年。2016 年 8 月，普发真空项目团队和普发真空股份有限公司管理层成员 Ulrich von Hü lsen 博士参观了格利夫斯瓦尔德的实验聚变反应装置。在参观期间，团队询问了第一个运行阶段的进展情况、普发真空产品的使用情况以及第二阶段的需求。

酯化反应是各大学开设的基础有机化学实验，实验目的是为了让学生了解酯化反应的原理以及目标产物的制备过程和方法，掌握回流反应装置的安装及蒸馏的基本操作，同时掌握化合物的洗涤，干燥和分液等操作方法。一个完整的合成实验，学生需要在化学反应前对原料进行检查，化学反应中需对反应进程进行追踪，化学反应结束后需要对产物进行纯化以及产物的结构表征。传统的教学实验一般都会省掉原料检查这一步骤，反应进程的跟踪一般会用到比较粗略的薄层色谱法（TLC），产物的结构表征会送到专门的核磁共振实验室由核磁老师操作得到NMR谱图。因此，实验过程中涉及到仪器检测的地方并不是很完善。本文引入了一种改进的酯化反应教学实验方案，将台式微型核磁共振picoSpin-45运用到传统的费歇尔酯化反应中，让原料的检查、反应进程的追踪、产物纯度的检测以及产物的表征都集中到一台小核磁来完成，鞋盒大小的小核磁只需放在实验台上随时随地用于检测，不仅让每个学生都可以亲自动手操作NMR，而且可以让学生更准确地控制反应进程，明确产物纯度。同时节省时间，实验步骤更为便捷。

随着生物制药和绿色食品产业的发展，酶催化合成已经成为一股强劲的技术潮流，吸引了很多的技术人员和资金的投入。能否将高效的微反应技术和酶催化技术集成，应用于高效绿色合成过程呢？

柱前衍生氨基酸分析是先将氨基酸衍生成具有可见光吸收或荧光发射的衍生物，然后在反相柱上分离，它不需要柱后反应装置，因此也可以在配有相应检测器的普通高效液相色谱仪上分析。为了解LC-2010高效液相色谱仪在使用柱前衍生法进行氨基酸分析时的精密度和稳定性，我们作了以下实验。

LC－2010的柱前衍生氨基酸分析 柱前衍生氨基酸分析是先将氨基酸衍生成具有可见光吸收或荧光发射的衍生物，然后在反相柱上分离，它不需要柱后反应装置，因此也可以在配有相应检测器的普通高效液相色谱仪上分析。为了解LC-2010高效液相色谱仪在使用柱前衍生法进行氨基酸分析时的精密度和稳定性，我们作了以下实验。岛津GC-2010气相色谱仪

柱前衍生氨基酸分析是先将氨基酸衍生成具有可见光吸收或荧光发射的衍生物，然后在反相柱上分离，它不需要柱后反应装置，因此可以在配有相应检测器的普通高效液相色谱仪上分析。使用LC-2010高效液相色谱仪，考察了柱前衍生法进行氨基酸分析时的精密度和稳定性。

摘要标准化细胞移植物、人工器官替代物和生化产品的组织和生物制造需要可控且可重复的离体组织生长培养物，以准确模拟体内环境。生物反应器可以创建这些生理相关环境，并且可以针对特定微生物（例如细胞类型或细菌）进行定制，以优化3D微生物和组织培养。但直到现在，寻找一种时间和成本效益高的生物反应器生产方案仍然是一个挑战。本技术说明提出了使用由 Volumetric和BIO X6™ 提供支持的Lumen X+™ 设计和制造生物反应器的工作流程解决方案。首先，本技术说明详细介绍了如何在数字光处理 (DLP) Lumen X+ 生物打印机上制造封闭式生物反应器。该技术说明还演示了BIO X6如何在生物反应器内创建精确的共细胞和多细胞培养物以完成工作流程。

在线监测保障底物含量低于阈值，全程确保生物酶活性，最大化水解反应速率

最近，对新型与改进型医疗装置和生物材料的需求越来越高。使用体外机械试验可在人体外对这些材料和装置进行评估，这样在装置故障时不会对人体和动物产生危险。为最好地模拟产品的使用环境，必须在37℃（98.6℉），即正常人体温度下对此类装置和材料进行试验。

目前﹐国内的聚乙烯(PE)装置多数采用气相法流化床反应技术,该技术对聚合反应原料的控制非常严格,乙烯作为主要的反应原料﹐进入反应器前要避免被氧化﹐选择在线微量氧分析仪﹐可实时监测氧体积分数。国内的PE装置主要采用GE的非耗尽型电化学微量分析仪,不像耗尽型微燃料电池一样需要经常标定及定期更换传感器,但该类传感器承压能力低﹐最高只能承受约34 kPa的压力,过压很容易损坏传感器。笔者以GE公司的微量氧分析仪为例,介绍PE装置中微量氧分析仪的应用。

当下TCU（温度控制单元，以下简称TCU）配套反应釜仍然是化工行业，化学制药行业等行业最重要也是最常用的一种化学合成反应装置。无论是在小试，中式还是到生产环节，反应釜的选择可以从小体积几百毫升的到大体积几百升，与之相匹配的TCU 也同样具有很多的选择性，以满足不同的实验需求。在TCU配套反应釜的合成实验中往往会涉及到合成的物质具有易燃，易爆，易毒等性质，尤其是到了中试阶段，反应的容器过大，无法放在通风橱内，所以更需要顾及到TCU在运行过程中产生的电火花和易燃易爆气体爆燃，造成人员伤亡，财产损失的风险。正因为这些种种的原因就需要在给用户选择TCU配套反应釜方案的时候，具有相关的安全经验，能够有效的规避安全风险的方案，才是用户的最佳选择方案。

XH-2008D型智能温控低温超声波合成/萃取仪是应用现代超声波技术结合智能温控低温恒温系统作为物理手段的新型化学反应装置，主要由大功率超声波发生系统、加热系统、压缩机制冷系统、测温控温系统、回流冷凝、搅拌系统等组成。

目前的一次性生物反应器袋充气压力控制普遍只使用了电气比例阀或双阀压力控制器，此种充气控制方式中，压力安全监控无法自动反馈和响应、所控压力并不是真正的反应器袋压力，且充气速度较慢。本文针对现有技术存在的问题进行了改进，提出采用串级控制法，通过外置压力控制器和传感器，以比例阀作为执行机构组成双闭环控制回路，可大幅提高控制精度和充气速度，更重要的是可实现充气压力安全监控和报警自动处理。

制冰机使用的进水虽然不直接进入实验体系，但也有一些用水的要求。自来水中一般含有很多的颗粒物、有机物、微生物等杂质，容易堵塞水管，污染水槽和冰模，也会影响制冰机的使用寿命，甚至影响制冰性能，所以要使用一些过滤装置处理进水，除去水中的杂质。

三维生物打印在癌症研究中受到了广泛的关注，其中迫切需要预测性和代表性肿瘤模型。这项研究调查了2D细胞培养和3D生物打印的肿瘤模型在评估乳腺癌和胰腺癌的侵袭性形式中的药效的用途。用顺铂和吉非替尼治疗2D和3D肿瘤模型，并比较细胞形态和细胞毒性的变化。顺铂和吉非替尼具有不重叠的作用 机制，分别干扰DNA修复机制和表皮生长因子受体（EGFR）信号传导。我们的发现验证了生物印制的类瘤是评估药物功效的可靠模型，并显示3D模型可实现相关的细胞形态和迁移模式，以及对抗癌药物的独特反应，而这些反应不同于传统的2D细胞培养系统。

随着3D生物打印和人类诱导多能干细胞(hiPSCs)的出现，组织工程领域发展迅速，但由于缺乏功能丰富的厚组织，影响有限。绕过这一限制的方法之一是用含有 hiPSCs 的3D 生物打印组织。通过这种方式，iPSCs可以在实质细胞分化之前增殖并填充厚组织块。在这里 , 我们设计了一个灌注生物反应器，用于装载hipsc的3d生物打印室， 目的是在分化之前在 整个结构中增殖hipsc，以产生厚组织模型。生物反应器由数字光投影制成，经过优化，可 以在水凝胶室内部灌注而不会泄漏，也可以在外部提供流体流动，从而最大限度地提高整 个室壁的营养输送。经过7天的培养，我们发现在3ml min-1下间歇灌注(每15分钟15秒)，相 对于在静态条件下培养的类似腔室，工程组织中的干细胞集落密度增加了1.9倍。我们还观 察到，相对于静态对照，灌注结构的组织壁内的菌落分布更均匀，反映了培养基中营养物 质的均匀分布。在流体流动的作用下，hiPSCs保持多能性和增殖性，产生平均约1.0 dyncm-2 的壁剪切应力。总的来说，这些充满希望的结果在灌注干细胞水凝胶后支持多种组织类 型的产生，并改善了厚度，因此增加了功能和实用性。

膜曝气-生物膜反应器（MABR）是一种新型的膜-生物废水处理工艺，在MABR中采用基因工程菌生物膜可以强化难降解污染物的生物去除. 本研究在SPG膜表面形成基因工程菌生物膜，运行SPG膜曝气-生物膜反应器（SPG-MABR）处理阿特拉津废水，考察了气压、 挂膜生物量和液体流速对SPG-MABR运行性能的影响，以及基因工程菌生物膜的变化. 结果表明，提高气压可以增大透氧系数，从而提高阿特拉津和COD的去除速率以及复氧速率. 提高挂膜生物量能够加快阿特拉津和COD的生物去除，但生物膜厚度增加使得氧传质阻力增大，复氧速率降低. 层流状态下减小SPG-MABR中的液体流速，有利于污染物向生物膜扩散传质，从而提高污染物去除速率. 气压为300 kPa、 生物量为25 g· m-2、 液体流速为0.05 m· s-1时，SPG-MABR反应器对阿特拉津5 d的去除率可以达到98.6%. 在SPG-MABR运行过程中，基因工程菌生物膜呈现微生物多态化趋势. 生物膜表面逐渐被其他微生物细胞覆盖，基因工程菌分布减少，生物膜内部仍以基因工程菌细胞为主.

CH4的百年增温潜势为CO2的28倍,因此预计它将在未来的气候变化中发挥重要作用。土壤厌氧产CH4通量是全球CH4排放的重要组成部分。短期实验表明，土壤微生物产CH4对温度有强烈的正依赖性。利用这一信息进行的CH4循环模拟表明随着全球气温的升高，土壤厌氧产CH4速率可能急剧增加，从而引发积极的气候变化-CH4排放反馈。但是，这种气候变化- CH4反馈的强度尚不确定，主要是因为微生物呼吸对长期温度变化的响应可能不同于其瞬时响应。越来越多的证据表明，在森林和草地等有氧土壤中，微生物群落的补偿反应可以显著降低温度变化对土壤CO2呼吸速率的影响。土壤微生物呼吸速率对温度变化的响应可能是由驯化(个体的生理响应)、适应(物种内部的遗传变异)和/或物种更替(群落物种组成的变化)引起。将这种补偿反应纳入模型可以改善对全球土壤碳流失率的预测。因此，考虑到温度对生物代谢的基本影响，我们可以合理地得出这样的结论:有氧土壤(就产生CO2而言)和厌氧土壤(就产生CH4而言)的补偿热响应可能是相似的。然而，直到现在，还没有尝试去检验微生物产甲烷是否对温度变化表现出补偿性反应。为了研究厌氧土壤微生物产甲烷对温度变化的补偿响应，聂明团队在大兴安岭(GKR)的4个试验点、长江三角洲的4个试验点和青藏高原(TP)采集了湿地土壤样品。因为土壤中产CH4群落和物理化性质存在差异，所以选取了GKR、TP地区土壤样品。在这些差异土壤中，产CH4菌对温度变化的热响应可能存在很大差异，利用这些土壤样品可以得到令人信服地微生物CH4呼吸对温度变化的补偿响应及其潜在机制。

针对目前连续流反应器或微反应器压力控制中存在手动背压阀控制不准确、电动或气动背压阀响应速度太慢、无法适应不同压力控制范围和控制精度要求、以及耐腐蚀和耐摩擦性能较差等诸多问题，本文提出了相应的解决方案。解决方案的核心是分别采用了低压和高压压力精密控制装置，低压控制采用电动针阀可实现0.7MPa以下压力控制，高压控制采用先导阀和气动背压阀可实现20MPa以下压力控制。

用户多，使用频繁，涵盖相关应用面广。XH－100型祥鹄电脑微波催化合成/萃取仪，是应用先进的微波技术作为物理催化手段的新型化学反应装置。主要由微波催化仪主机、微电脑智能控制系统、高精度温度传感器、回流冷凝系统等组成。仪器使用先进的温度传感器，对反应温度进行实时精确监测；采用独创的电脑自学习技术，自动调节微波功率，智能控温保温，控温精度达±1℃。大容量不锈钢腔体，耐腐蚀，耐高温。反应容积微波泄漏符合国家标准。仪器操作简单，界面友好，您可轻松制订各种实验方案，并对实验过程进行全程监控。

用户多，使用频繁，涵盖相关应用面广。XH－100型祥鹄电脑微波催化合成/萃取仪，是应用先进的微波技术作为物理催化手段的新型化学反应装置。主要由微波催化仪主机、微电脑智能控制系统、高精度温度传感器、回流冷凝系统等组成。仪器使用先进的温度传感器，对反应温度进行实时精确监测；采用独创的电脑自学习技术，自动调节微波功率，智能控温保温，控温精度达±1℃。大容量不锈钢腔体，耐腐蚀，耐高温。反应容积微波泄漏符合国家标准。仪器操作简单，界面友好，您可轻松制订各种实验方案，并对实验过程进行全程监控。

用户多，发表论文多。XH-100B型祥鹄电脑微波催化合成/萃取仪，是应用先进的微波技术作为物理催化手段的新型化学反应装置。主要由微波催化仪主机、微电脑智能控制系统、高精度温度传感器、回流冷凝系统等组成。仪器使用先进的温度传感器，对反应温度进行实时精确监测；采用独创的电脑自学习技术，自动调节微波功率，智能控温保温，控温精度达±1℃。大容量不锈钢腔体，耐腐蚀，耐高温。反应容积微波泄漏符合国家标准。仪器操作简单，界面友好，您可轻松制订各种实验方案，并对实验过程进行全程监控。

本稿报道了一种基于PMP标记法1）的可以抑制剥皮反应的O-聚糖的化学切除方法，并报告了研究结果。以抗体药物为代表的蛋白质类药物，多由来源于真核生物的培养细胞如CHO（Chinese hamster ovary）细胞合成。出于这个原因，生物合成的蛋白质中不可避免地会存在众多翻译后修饰。其中，多聚糖的修饰除参与蛋白质的功能调节外，根据其结构的不同，有时还会产生抗原性，因此在生物药品质量相关评价方面备受瞩目。但是，聚糖的评价尚存在许多技术上的挑战。尤其是O-结合型聚糖（O-聚糖），很难用酶将其从蛋白质上完全切除，因此，主要采用肼解反应和β 消除反应这两种化学切除方法进行聚糖的切除，但上述方法还存在必须改善的问题。肼解反应过程中需要处理一种爆炸性试剂，必须小心注意，所以操作性不强。而β 消除技术由于连续的β 消除反应会引发使多糖逐步降解的剥皮反应（peeling reaction）。一般来说，在使用β 消除反应分析O-聚糖时，加入还原性试剂的还原性β 消除技术可以在碱性条件下释放聚糖的同时还原糖链根部，而不引发连续的β 消除反应。但由于该方法会完全还原聚糖的根部，无法在切除糖链后用荧光试剂等进行标记，这限制了该方法的应用。此外，由于聚糖自身的离子化效率不高，使用质谱对该方法获得的样品进行分析时，灵敏度较低。为了解决这个问题，研究者对一种可以结合2-AB或PA等荧光标记试剂而不还原聚糖根部的非还原性β 消除/荧光标记技术进行了探索，但未能大幅度抑制连续的β 消除反应。即使如此，在以O-聚糖为分析对象的学术研究中，剥皮反应生成的副产物的存在并未对研究造成重大妨碍。但是，对于生物药品等应用于人体的药物而言，必须对多糖进行评价以进行质量控制，此时如何处理评价过程中的副产物便成为了一大问题。

全球变暖和能源问题是实现可持续社会的重要课题。人工光合作用作为解决这些可能威胁人类生存的严重问题的一种方法引起了人们的关注。在人工光合作用的研究中，需要高效的光能转换反应，光反应量子产率 是作为定量判断该效率高低的指标之一。使用岛津制作所开发的光反应评价装置Lightway，可以轻松地计算光反应量子产率所需样品的吸收光子数。

本文介绍了S3（Small Sensor System，小传感器系统）装置的应用，该装置配备了六个金属氧化物半导体（MOX）气体传感器阵列，并结合浸提作为一种新的方法来表征香醋的芳香族分布。事实上，由于这一过程，从香醋中提取了亲脂性挥发性化合物，而乙酸及其衍生物的高浓度对MOX传感器灵敏度没有影响。研究结果表明，该方法在BVs质量评价中具有巨大的潜力。所有样品均采用气相色谱-质谱（GC-MS）和固相微萃取（SPME）并行分析。