然而，从我们熟悉的小规模细胞培养过渡到生物反应器，这个过程可能并不轻松，需要面对许多困难。不过，别害怕，现在有许多工具能帮助你。另外，这里还会介绍一些过渡的小贴士。
平稳过渡
首先，需要考虑的是你计划在生物反应器中培养的细胞量，以及如何将现有的培养经验放大到生物反应器。Eppendorf生物工艺中心的销售副总裁Karl Rix认为：“从摇瓶转换到生物反应器时，最重要的是充分理解这个过程。不同的工艺参数对培养物行为或产物形成的影响是至关重要的。”
赛多利斯（Sartorius Stedim Biotech）发酵技术的市场总监Davy De Wilde也认为，平稳过渡不仅仅是使用更大的容器那么简单。“在整个放大过程中，创建相同的细胞培养环境是很重要的，”他说。“这可通过使用相同的排气策略、叶轮来实现，但尤其是要有恒定的容器比例。对于后者而言，容器的高度vs.直径，叶轮直径vs.容器直径很关键。”
生物反应器有可重复使用或一次性使用这两种形式，而后者日益普遍。例如，赛多利斯提供了一次性的生物反应器，如较小的AMBR系统或较大的BIOSTAT系统，有助于放大传统的细胞培养。TAP Biosystems（赛多利斯旗下）的产品经理Barney Zoro指出，小规模的生物反应器，如15 mL的AMBR15微型生物反应器，是一个理想工具，可实现从小规模振摇系统到真正的生物反应器环境的平稳过渡。
对于那些计划扩大培养的研究人员而言，生物反应器系统使用多个参数来帮助你监控培养物的健康状况。“典型的放大参数，如每单位体积的功率输入、kLa、尖端速度和搅拌时间都被限定，而数据也能得到，”De Wilde说。赛多利斯还在所有规格的生物反应器中使用一致的传感器技术，这样能产生更一致的数据，并减少批次之间的变化。
监控性能
实际上，传感器被整合到大部分生物反应器中，以便为研究人员提供尽可能多的信息。GE Healthcare生命科学部的上游市场主管Eva Lindskog认为：“你对小规模系统了解得越多，过渡就越容易。比如，pH值的要求、起始细胞密度和使用什么样的气体条件。”GE的Xcellerex™和WAVE Bioreactor™系统还包括由生物反应器软件控制的传感器，让研究人员能够密切监控细胞的条件。
通过传感器追踪生物反应器中发生了什么，然后与计算机软件“对话”，这形成了一些复杂的监控系统。这也意味着，如果生物反应器中的条件开始急剧变化，软件将告诉你。大部分监控系统能够作出补偿性调整，如气体流速、流体泵速度或温度控制。
Rix表示：“Eppendorf提供所有关键的工艺参数的监控和控制，如pH、溶氧（DO）、温度和流料添加。”而GE最新的生物反应器，ReadyToProcess WAVE™ 25，则让人更加放手。“它采用先进的软件来优化生物反应器的性能，可减少用户的手工操作时间，”Lindskog说。
为了实现这一点，大部分生物反应器的传感器都与能够运行优化分析的软件相整合。例如，赛多利斯BioPAT® Sensor Toolbox中的Process Analytical Technology（PAT）就是专为优化条件而设计的。据De Wilde介绍，这个工具箱还包括了pH、DO、压力和流速、培养基和缓冲液配制、病毒灭活，以及切向流过滤、超滤和渗滤的传感器。
从“小”开始
在从传统的培养皿过渡到生物反应器时，从较小的容器开始可能没那么可怕，如果有必要，在条件都优化好之后再放大。目前市场上有一些台式的迷你或微型的生物反应器，它们整合了传感器，并利用软件来优化培养条件。
例如，m2p-labs公司就提供了BioLector®和BioLector® Pro微型生物反应器，这些高通量的发酵系统适用于微生物、植物和厌氧细胞。通过32或48个平行培养，它们测定重要的参数，如生物量浓度、pH和DO，还能测定荧光分子的水平。
“此外，BioLector® Pro采用独特的微量滴定板和微流体芯片，”m2p-labs的总经理Frank Kensy谈道。“这样，此系统能连续控制每个培养物的pH值以及补料，以实现补料分批培养。”其他厂商也提供较小规模的生物反应器，如赛多利斯的AMBR15和AMBR25，Eppendorf的DASbox迷你生物反应器系统，以及Infors的Minifors、Minifors2、Minitron和MultitronPro/Cell。
从传统的细胞培养过渡到小规模的生物反应器，还有另一个好处。那就是，这种较小规模的生物反应器可作为工具，预测较大生物反应器的结果。Zoro指出，从小规模的生物反应器开始，可实现高通量的早期研究，并让工艺快速放大。相信这能够让大家安心。
