生物反应器中细胞与气泡相互作用的流体力学效应

通过对生物反应器中细胞与气泡相互作用的流体力学、热力学分析和大量实验测定，建立了反映气泡上升过程中吸附周围细胞的流体力学议程，获得了一系列反映细胞在气泡表面的动态吸附和吸附达到饱和的吸附曲线，并发现细胞在气泡表面的吸附过程符合Langmiur吸附方程。进一步研究证明生物反应器中气泡对细胞的破换作用发生在气泡破裂时，因此细胞在气泡表面的吸附是细胞破换的控制步骤，当细胞在气泡表面的吸附达到饮和状态时细胞死亡速率遵循零级动力学规律；在吸附过程未达饱和状态时，细胞死亡速率遵循一级动力学规律。研究结果对动物细胞培养过程及其生物反应器的放大、强化和优化具有十分重要的科学指导意义。