動物細胞大規模培養的生物反應器操作模式，一般分為分批式操作（batch）、流加式操作（Fed-batch）
、半連續式操作（semi-continuous）、連續式操作（continuous）和灌流式操作（perfusion）五種操作模式。 

1. 批式操作（batch culture） 
    批pi式shi操cao作zuo是shi動dong物wu細xi胞bao規gui模mo培pei養yang進jin程cheng中zhong較jiao早zao期qi采cai用yong的de方fang式shi

，也ye是shi其qi它ta操cao作zuo方fang式shi的de基ji礎chu。該gai方fang式shi采cai用yong機ji械xie攪jiao拌ban式shi生sheng物wu反fan應ying器qi，將jiang細xi胞bao擴kuo大da培pei養yang後hou
，一yi次ci性xing轉zhuan入ru生sheng物wu反fan應ying器qi內nei進jin行xing培pei養yang，在zai培pei養yang過guo程cheng中zhong其qi體ti積ji不bu變bian，不bu添tian加jia其qi它ta成cheng分fen

，待dai細xi胞bao增zeng長chang和he產chan物wu形xing成cheng積ji累lei到dao適shi當dang的de時shi間jian，一yi次ci性xing收shou獲huo細xi胞bao、產物、培養基的操作方式。 
    該方式的特點:(1) 操作簡單。培養周期短，染菌和細胞突變的風險小。反應器係統屬於封閉式，培養過程中與外部環境沒有物料交換
，除了控製溫度

、pH值和通氣外，不進行其他任何控製，因此操作簡單
，容易掌握；(2)直觀的反應細胞生長代謝的過程。 由於培養期間細胞的生長代謝是在一個相對固定的營養環境，不添加任何營養成分,因此可直觀的反應細胞生長代謝的過程,是動物細胞工藝基礎條件或"小試"研究常用的手段

；(3)可ke直zhi接jie放fang大da。由you於yu培pei養yang過guo程cheng工gong藝yi簡jian單dan

，對dui設she備bei和he控kong製zhi的de要yao求qiu較jiao低di，設she備bei的de通tong用yong性xing強qiang，反fan應ying器qi參can數shu的de放fang大da原yuan理li和he過guo程cheng控kong製zhi
，比bi較jiao其qi它ta培pei養yang係xi統tong較jiao易yi理li解jie和he掌zhang握wo，在zai工gong業ye化hua生sheng產chan中zhong分fen批pi式shi操cao作zuo是shi傳chuan統tong的de、常用的方法，其工業反應器(Genetech)規模可達12000L。
    分批培養過程中，細胞的生長分為五個階段：延滯期
、對數生長期

、減速期、平穩期和衰退期。分批培養的周期時間多在3~5天，細胞生長動力學表現為細胞先經曆對數生長期（48~72h）xibaomidudadaozuigaozhihou，youyuyingyangwuzhihaojiehuodaixiedufuchanwudeleijixibaoshengchangjinrushuaituiqijinersiwang，biaoxianchudianxingdeshengchangzhouqi。shouhuochanwutongchangshizaixibaokuaiyaosiwangqianhuoyijingsiwanghoujinxing。 
    經(jing)過(guo)改(gai)進(jin)的(de)攪(jiao)拌(ban)式(shi)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)

，目(mu)前(qian)仍(reng)是(shi)大(da)規(gui)模(mo)培(pei)養(yang)動(dong)物(wu)細(xi)胞(bao)用(yong)以(yi)生(sheng)產(chan)各(ge)種(zhong)藥(yao)物(wu)的(de)主(zhu)要(yao)設(she)備(bei)
，也(ye)是(shi)早(zao)期(qi)用(yong)以(yi)生(sheng)產(chan)單(dan)抗(kang)的(de)主(zhu)要(yao)途(tu)徑(jing)。在(zai)用(yong)攪(jiao)拌(ban)式(shi)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)分(fen)批(pi)式(shi)培(pei)養(yang)單(dan)抗(kang)中(zhong)，最(zui)多(duo)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)微(wei)囊(nang)或(huo)巨(ju)載(zai)體(ti)培(pei)養(yang)。與(yu)一(yi)般(ban)的(de)懸(xuan)浮(fu)培(pei)養(yang)比(bi)較(jiao)，雜(za)交(jiao)瘤(liu)細(xi)胞(bao)依(yi)托(tuo)微(wei)囊(nang)化(hua)或(huo)巨(ju)載(zai)體(ti)後(hou)
，相(xiang)對(dui)固(gu)定(ding)化(hua)，降(jiang)低(di)了(le)攪(jiao)拌(ban)培(pei)養(yang)時(shi)對(dui)細(xi)胞(bao)的(de)剪(jian)切(qie)力(li)，提(ti)高(gao)了(le)細(xi)胞(bao)的(de)密(mi)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)及(ji)生(sheng)產(chan)率(lv)。在(zai)1986年以前


，采用此種方式培養的雜交瘤細胞就有100多種。

2. 流加式操作（fed-batch culture） 
    流liu加jia式shi操cao作zuo是shi在zai批pi式shi操cao作zuo的de基ji礎chu上shang，采cai用yong機ji械xie攪jiao拌ban式shi生sheng物wu反fan應ying器qi係xi統tong
，懸xuan浮fu培pei養yang細xi胞bao或huo以yi懸xuan浮fu微wei載zai體ti培pei養yang貼tie壁bi細xi胞bao
，細xi胞bao初chu始shi接jie種zhong的de培pei養yang基ji體ti積ji一yi般ban為wei終zhong體ti積ji的de1/2 ～1/3，在zai培pei養yang過guo程cheng中zhong根gen據ju細xi胞bao對dui營ying養yang物wu質zhi的de不bu斷duan消xiao耗hao和he需xu求qiu
，流liu加jia濃nong縮suo的de營ying養yang物wu或huo培pei養yang基ji，從cong而er使shi細xi胞bao持chi續xu生sheng長chang至zhi較jiao高gao的de密mi度du，目mu標biao產chan品pin達da到dao較jiao高gao的de水shui平ping，整zheng個ge培pei養yang過guo程cheng沒mei有you流liu出chu或huo回hui收shou
，通tong常chang在zai細xi胞bao進jin入ru衰shuai亡wang期qi或huo衰shuai亡wang期qi後hou進jin行xing終zhong止zhi回hui收shou整zheng個ge反fan應ying體ti係xi，分fen離li細xi胞bao和he細xi胞bao碎sui片pian
，濃nong縮suo

、純化目標蛋白。
流加培養主要有以下特點：
1） 流加培養根據細胞生長速率、營(ying)養(yang)物(wu)消(xiao)耗(hao)和(he)代(dai)謝(xie)產(chan)物(wu)抑(yi)製(zhi)情(qing)況(kuang)，流(liu)加(jia)濃(nong)縮(suo)的(de)營(ying)養(yang)培(pei)養(yang)基(ji)，流(liu)加(jia)的(de)速(su)率(lv)通(tong)常(chang)與(yu)消(xiao)耗(hao)的(de)速(su)率(lv)相(xiang)同(tong)，根(gen)據(ju)測(ce)得(de)的(de)底(di)物(wu)濃(nong)度(du)控(kong)製(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)流(liu)加(jia)過(guo)程(cheng)
，以(yi)保(bao)證(zheng)合(he)理(li)的(de)培(pei)養(yang)環(huan)境(jing)與(yu)較(jiao)低(di)的(de)代(dai)謝(xie)產(chan)物(wu)抑(yi)製(zhi)水(shui)平(ping)。
2） 培養過程以低稀釋率流加
，細胞在培養係統中停留時間較長，總細胞密度較高，產物濃度較高。
3） liujiapeiyangguochengxuzhangwoxibaoshengchangdonglixue
，nengliangdaixiedonglixue

，yanjiuxibaohuanjingbianhuashideshunjianxingwei。liujiapeiyangxibaopeiyangjideshejihepeiyangtiaojianyuhuanjingyouhua，shizhenggepeiyanggongyizhongdezhuyaoneirong。
4） 在工業化生產，懸浮流加培養工藝參數的放大原理和過程控製，比較其它培養係統較易理解和掌握，可采用工藝參數的直接放大。
    liujiapeiyanggongyishidangqiandongwuxibaopeiyanggongyizhongzhanyouzhuliuyoushidepeiyanggongyi
，yeshijinnianlaidongwuxibaodaguimopeiyangyanjiuderedian。liujiapeiyanggongyizhongdeguanjianjishushijichupeiyangjiheliujianongsuodeyingyangpeiyangji。tongchangjinxingliujiadeshijianduozaizhishushengchanghouqi，xibaozaijinrushuaituiqizhiqian，tianjiagaonongdudeyingyangwuzhi。keyitianjiayici，yeketianjiaduoci

，weilezhuiqiugenggaodexibaomiduwangwangxuyaotianjiayiciyishang，zhizhixibaomidubuzaitigao；可進行脈衝式添加，也可以降低的速率緩慢進行添加，但為了盡可能的維持相對穩定的營養物質環境，後者采用較多；tianjiadechengfenbijiaoduo，fanshicuxibaoshengchangdewuzhijunkeyijinxingtianjia。liujiadezongtiyuanzeshiweichixibaoshengchangxiangduiwendingdepeiyanghuanjing，yingyangchengfenjibuguoshengerchanshengdaliangdedaixiefuchanwuzaochengyingyangliyongxiaolvxiajiangerchengweiwuxiaodeliyong；也不缺乏導致細胞生長抑製或死亡。
流加工藝中的營養成分主要分為三大類：
1） 葡pu萄tao糖tang。葡pu萄tao糖tang是shi細xi胞bao的de供gong能neng物wu質zhi和he主zhu要yao的de碳tan源yuan物wu質zhi，然ran而er當dang其qi濃nong度du較jiao高gao是shi會hui產chan生sheng大da量liang的de代dai謝xie產chan物wu乳ru酸suan，因yin而er需xu要yao進jin行xing其qi濃nong度du控kong製zhi
，以yi足zu夠gou維wei持chi細xi胞bao生sheng長chang而er不bu至zhi於yu產chan生sheng大da量liang的de副fu產chan物wu的de濃nong度du為wei佳jia；
2） guanxianan。guanxiananshixibaodegongnengwuzhihezhuyaodedanyuanwuzhi，ranerdangqinongdujiaogaoshihuichanshengdaliangdedaixiechanwuan
，yineryexuyaojinxingqinongdukongzhi，yizugouweichixibaoshengchangerbuzhiyuchanshengdaliangdefuchanwudenongduweijia；
3） 氨基酸、維生素及其他。主要包括營養必需氨基酸、營養非必需氨基酸、一些特殊的氨基酸如羥脯氨酸、羧基穀氨酸和磷酸絲氨酸；此外還包括其他營養成分如膽堿

、shengchangcijiyinzi。tianjiadeanjisuanxingshiduoweizuoxuananjisuan，yinerduoyiyanhuoqiantidexingshitidaidanfenzianjisuan，huozhetianjiasitaihuoduantaidexingshi。zaijinxingtianjiashi，burongxinganjisuanruguangansuan、酪氨酸和色氨酸隻在中性pH值部分溶解，可采用泥漿的形式進行脈衝式添加
；其他的可溶性氨基酸以溶液的形式用蠕動泵進行緩慢連續流加。
流加式操作分為兩種類型：單一補料分批式操作和反複補料分批式操作。
1） 單dan一yi補bu料liao分fen批pi式shi操cao作zuo是shi在zai培pei養yang開kai始shi時shi投tou入ru一yi定ding量liang的de基ji礎chu培pei養yang液ye，培pei養yang到dao一yi定ding時shi期qi，開kai始shi連lian續xu補bu加jia濃nong縮suo營ying養yang物wu質zhi，直zhi到dao培pei養yang液ye體ti積ji達da到dao生sheng物wu反fan應ying器qi的de最zui大da操cao作zuo容rong積ji，停ting止zhi補bu加jia


，最zui後hou將jiang細xi胞bao培pei養yang液ye一yi次ci全quan部bu放fang出chu。該gai操cao作zuo方fang式shi受shou到dao反fan應ying器qi操cao作zuo容rong積ji的de限xian製zhi，培pei養yang周zhou期qi隻zhi能neng控kong製zhi在zai較jiao短duan的de時shi間jian內nei。
2） fanfubuliaofenpishicaozuoshizaidanyibuliaofenpishicaozuodejichushang，meigeyidingshijiananyidingbilifangchuyibufenpeiyangye
，shipeiyangyetijishizhongbuchaoguofanyingqidezuidacaozuorongji，congerzaililunshangkeyiyanchangpeiyangzhouqi
，zhizhipeiyangxiaolvxiajiang，caijiangpeiyangyequanbufangchu。

3.半連續式操作（semi-continuous culture）
、重複批式操作（repeated batch culture）、換液操作（medium change culture） 半ban連lian續xu式shi操cao作zuo又you稱cheng為wei重zhong複fu分fen批pi式shi操cao作zuo或huo換huan液ye操cao作zuo。采cai用yong機ji械xie攪jiao拌ban式shi生sheng物wu反fan應ying器qi係xi統tong，懸xuan浮fu培pei養yang形xing式shi。在zai細xi胞bao增zeng長chang和he產chan物wu形xing成cheng過guo程cheng中zhong，每mei間jian隔ge一yi段duan時shi間jian
，從cong中zhong取qu出chu部bu分fen培pei養yang物wu，再zai用yong新xin的de培pei養yang液ye補bu足zu到dao原yuan有you體ti積ji，使shi反fan應ying器qi內nei的de總zong體ti積ji不bu變bian。
    zhezhongleixingdecaozuoshijiangxibaojiezhongyidingtijidepeiyangji，rangqishengchangzhiyidingdemidu
，zaixibaoshengchangzhizuidamiduzhiqian
，yongxinxiandepeiyangjixishipeiyangwu，meicixishifanyingqipeiyangtijide1/2~3/4，以yi維wei持chi細xi胞bao的de指zhi數shu生sheng長chang狀zhuang態tai，隨sui著zhe稀xi釋shi率lv的de增zeng加jia培pei養yang體ti積ji逐zhu步bu增zeng加jia。或huo者zhe在zai細xi胞bao增zeng長chang和he產chan物wu形xing成cheng過guo程cheng中zhong
，每mei隔ge一yi定ding時shi間jian，定ding期qi取qu出chu部bu分fen培pei養yang物wu，或huo是shi條tiao件jian培pei養yang基ji
，或huo是shi連lian同tong細xi胞bao、zaitiyiqiquchu，ranhoubujiaxibaohuozaiti

，huoshixinxiandepeiyangjijixujinxingpeiyangdeyizhongcaozuomoshi。shengyudepeiyangwukezuoweizhongzi，jixupeiyang，congerkeweichifanfupeiyang，erwuxufanyingqideqingxi

、消毒等一係列複雜的操作。在半連續式操作中由於細胞適應了生物反應器的培養環境和相當高的接種量，經過幾次的稀釋
、換液培養過程
，細胞密度常常會提高。 
    半連續式操作的特點為：1）培養物的體積逐步增加；2）可進行多次收獲；3）細胞可持續指數生長，並可保持產物和細胞在一較高的濃度水平，培養過程可延續到很長時間。
該gai操cao作zuo方fang式shi的de優you點dian是shi操cao作zuo簡jian便bian，生sheng產chan效xiao率lv高gao，可ke長chang時shi期qi進jin行xing生sheng產chan，反fan複fu收shou獲huo產chan品pin
，可ke使shi細xi胞bao密mi度du和he產chan品pin產chan量liang一yi直zhi保bao持chi在zai較jiao高gao的de水shui平ping。在zai動dong物wu細xi胞bao培pei養yang和he藥yao品pin生sheng產chan中zhong被bei廣guang泛fan應ying用yong。

4. 連續式操作（continuous culture） 
    lianxushicaozuoshiyizhongchangjiandexuanfupeiyangmoshi，caiyongjixiejiaobanshishengwufanyingqixitong。gaimoshishijiangxibaojiezhongyuyidingtijidepeiyangjihou，weilefangzhishuaituiqidechuxian，zaixibaodazuidamiduzhiqian，yiyidingsuduxiangshengwufanyingqilianxutianjiaxinxianpeiyangji；與yu此ci同tong時shi，含han有you細xi胞bao的de培pei養yang物wu以yi相xiang同tong的de速su度du連lian續xu從cong反fan應ying器qi流liu出chu，以yi保bao持chi培pei養yang體ti積ji的de恒heng定ding。理li論lun上shang講jiang，該gai過guo程cheng可ke無wu限xian延yan續xu下xia去qu。連lian續xu培pei養yang的de最zui大da優you點dian是shi反fan應ying器qi的de培pei養yang狀zhuang態tai可ke以yi達da到dao恒heng定ding，細xi胞bao在zai穩wen定ding狀zhuang態tai下xia生sheng長chang。穩wen定ding狀zhuang態tai可ke有you效xiao的de延yan長chang分fen批pi培pei養yang中zhong的de對dui數shu生sheng長chang期qi。在zai穩wen定ding狀zhuang態tai下xia細xi胞bao所suo處chu的de環huan境jing條tiao件jian如ru營ying養yang物wu質zhi濃nong度du
、產物濃度
、pH值(zhi)可(ke)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)，細(xi)胞(bao)濃(nong)度(du)以(yi)及(ji)細(xi)胞(bao)比(bi)生(sheng)長(chang)速(su)率(lv)可(ke)維(wei)持(chi)不(bu)變(bian)。細(xi)胞(bao)很(hen)少(shao)受(shou)到(dao)培(pei)養(yang)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)帶(dai)來(lai)的(de)生(sheng)理(li)影(ying)響(xiang)，特(te)別(bie)是(shi)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi)葡(pu)萄(tao)糖(tang)和(he)穀(gu)氨(an)酰(xian)胺(an)，維(wei)持(chi)在(zai)一(yi)個(ge)較(jiao)低(di)的(de)水(shui)平(ping)，從(cong)而(er)使(shi)他(ta)們(men)的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)提(ti)高(gao)，有(you)害(hai)產(chan)物(wu)積(ji)累(lei)有(you)所(suo)減(jian)少(shao)。然(ran)而(er)在(zai)高(gao)的(de)稀(xi)釋(shi)率(lv)下(xia)，雖(sui)然(ran)死(si)細(xi)胞(bao)和(he)細(xi)胞(bao)碎(sui)片(pian)及(ji)時(shi)清(qing)除(chu)
，細(xi)胞(bao)活(huo)性(xing)高(gao)最(zui)終(zhong)細(xi)胞(bao)密(mi)度(du)得(de)到(dao)提(ti)高(gao)


；可是產物卻不斷在稀釋，因而產物濃度並為提高
；尤其是細胞和產物不斷的稀釋
，營養物質利用率、細胞增長速率和產物生產速率低下。此外
，連續式操作還有一些不足
，如：1）由於是開放式操作，加上培養周期較長，容易造成汙染；2）在長周期的連續培養中，細胞的生長特性以及分泌產物容易變異；3）對設備
、儀器的控製技術要求較高。
    連續式操作使用的反應器多數是攪拌式生物反應器，也可以是管式反應器。
   連續式操作的特點為：1）細胞維持持續指數增長；2）產物體積不斷增長
；3）可控製衰退期與下降期。

5. 灌流式操作（perfusion culture） 
    灌guan流liu式shi操cao作zuo是shi把ba細xi胞bao和he培pei養yang基ji一yi起qi加jia入ru反fan應ying器qi後hou，在zai細xi胞bao增zeng長chang和he產chan物wu形xing成cheng過guo程cheng中zhong，不bu斷duan地di將jiang部bu分fen條tiao件jian培pei養yang基ji取qu出chu，同tong時shi又you連lian續xu不bu斷duan地di灌guan注zhu新xin的de培pei養yang基ji。它ta與yu半ban連lian續xu式shi操cao作zuo的de不bu同tong之zhi處chu在zai於yu取qu出chu部bu分fen條tiao件jian培pei養yang基ji時shi，絕jue大da部bu分fen細xi胞bao均jun保bao留liu在zai反fan應ying器qi內nei

，而er半ban連lian續xu培pei養yang在zai取qu培pei養yang物wu時shi同tong時shi也ye取qu出chu了le部bu分fen細xi胞bao。
    guanliushicaozuochangshiyongdeshengwufanyingqizhuyaoyouliangzhongxingshi。yizhongshiyongjiaobanshishengwufanyingqixuanfupeiyangxibao
，zhezhongfanyingqibixujuyouxibaojieliuzhuangzhi
，xibaojieliuxitongkaishiduocaiyongweikongmoguolvhuoxuanzhuanmoxitong，zuijinkaifadeyougezhongxingshidechenjiangxitonghuotouxixitong。
    zhongkongxianweishengwufanyingqishilianxuguanliucaozuochangyongdeyizhong。tacaiyongdezhongkongxianweibantoumo，touguoxiaofenziliangdechanwuhediwu，jieliuxibaohefenziliangjiaodadechanwu
，zailianxuguanliuguochengzhongjiangjuedabufenxibaojieliuzaifanyingqinei；近年來中空纖維生物反應器被廣泛應用於產物分泌性動物細胞的生產，主要用於培養雜交瘤細胞生產單克隆抗體。
    lingwaiyizhongxingshishigudingchuanghuoliuhuachuangshengwufanyingqi
，gudingchuangshizaifanyingqizhongzhuangpeigudingdelankuang
，zhongjianzhuangtianjuzhixianweizaiti，xibaokefuzhezaizaitishangshengchang，yekegudingzaizaitixianweizhijian
，kaoshangjiaobanzhongchanshengdefuya
，poshipeiyangjibuduanliujingtianliao
，youliyuyingyangchengfenheyangdechuandi，zhezhongxingshideguanliusudujiaoda
，xibaozaizaitizhonggaomidushengchang。liuhuachuangshengwufanyingqishitongguoliutideshangshengyundongshigutikeliweichizaixuanfuzhuangtaijinxingfanying

，shiheyugudinghuaxibaodepeiyang。
    灌流式操作的共同優點是：①細胞截流係統可使細胞或酶保留在反應器內，維持較高的細胞密度
，一般可達107-109/ml，從而較大的提高了產品的產量
；②連續灌流係統，使細胞穩定的處在較好的的營養環境中，有害代謝廢物濃度積累較低；③反應速率容易控製，培養周期較長
，可提高生產率，目標產品回收率高；④產chan品pin在zai罐guan內nei停ting留liu時shi間jian短duan
，可ke及ji時shi回hui收shou到dao低di溫wen下xia保bao存cun
，有you利li於yu保bao持chi產chan品pin的de活huo性xing。連lian續xu灌guan注zhu培pei養yang法fa是shi近jin年nian來lai用yong於yu哺bu乳ru動dong物wu細xi胞bao培pei養yang生sheng產chan分fen泌mi型xing重zhong組zu治zhi療liao性xing藥yao物wu和he嵌qian合he抗kang體ti，以yi及ji人ren源yuan化hua抗kang體ti等deng基ji因yin工gong程cheng抗kang體ti較jiao為wei推tui崇chong的de一yi種zhong操cao作zuo方fang式shi。應ying用yong連lian續xu灌guan流liu工gong藝yi的de公gong司si有youGenzyme, Genetic Institute, Bayer公司等