在生物制藥和生物工程領域，細胞培養(yǎng)的規(guī)模化生產對工藝參數(shù)的控制要求較高，尤其是對pH值的精確控制。pH 值是影響細胞生長、代謝和產物形成的關鍵因素之一。一次性生物反應器因其便捷、高效和成本效益高的特點，在細胞培養(yǎng)中得到了廣泛應用。本文將探討一次性生物反應器如何通過PID控制系統(tǒng)實現(xiàn)罐內pH值的高精度控制。

一、一次性生物反應器的特點

一次性生物反應器采用一次性使用的袋子或容器，避免了傳統(tǒng)不銹鋼反應器在清洗、消毒和交叉污染方面的風險。它適合從實驗室規(guī)模到商業(yè)化生產的各種體積需求，如楚怡BioCore-SUB一次性生物反應器，就能適應從12.5L至2000L的工作體積。此外，一次性生物反應器支持批次培養(yǎng)、補料培養(yǎng)和灌注培養(yǎng)等多種培養(yǎng)模式，為細胞規(guī)模化生產提供了靈活的選擇。

二、PID控制系統(tǒng)概述

PID（Proportional-Integral-Derivative）控制系統(tǒng)是一種廣泛應用于工業(yè)自動化領域的控制策略，它通過比例（P）、積分（I）和微分（D）三個環(huán)節(jié)的配合，實現(xiàn)對過程變量的精確控制。在細胞培養(yǎng)過程中，PID控制系統(tǒng)可以有效地維持pH值的穩(wěn)定。

三、PID控制系統(tǒng)在一次性生物反應器中的應用

1. 高精度pH傳感器

楚怡BioCore-SUB一次性生物反應器采用進口metele系列的數(shù)字智能pH傳感器，這種傳感器具有耐高溫殺菌、適應CIP清洗、耐腐蝕等特點。數(shù)字傳感器通過數(shù)字信號傳輸，減少了信號干擾和衰減，確保了測量信號的準確性和及時性。

2. PID控制策略

（1）比例控制（P）：比例控制是PID控制的基礎，它根據(jù)pH值與設定值的偏差，按比例調節(jié)酸堿液的添加量，以減少偏差。

（2）積分控制（I）：積分控制是對偏差的累積，用于消除長時間存在的偏差。在pH控制中，積分作用可以補償比例控制無法完全消除的小偏差。

（3）微分控制（D）：微分控制是基于偏差變化率的預判，用于預測偏差的未來趨勢，并提前做出調節(jié)，從而減少系統(tǒng)的超調和振蕩。

3. 實現(xiàn)高精度pH控制的步驟

（1）設定pH目標值：根據(jù)細胞培養(yǎng)的具體需求，設定適宜的pH目標值。

（2）實時監(jiān)測：pH傳感器實時監(jiān)測罐內pH值，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)。

（3）偏差計算：控制系統(tǒng)計算實時pH值與目標值的偏差。

（4）PID調節(jié)：控制系統(tǒng)根據(jù)偏差和PID參數(shù)，調節(jié)酸堿液的添加量，以維持pH值的穩(wěn)定。

（5）反饋調整：控制系統(tǒng)不斷接收新的pH值數(shù)據(jù)，調整PID參數(shù)，以適應培養(yǎng)過程中pH變化的需求。

四、PID控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

1. 精度高：通過PID控制，可以實現(xiàn)罐內pH值的精確控制，精度達到±0.01。

2. 穩(wěn)定性好：PID控制系統(tǒng)可以有效減少pH值的波動，為細胞生長提供穩(wěn)定的環(huán)境。

3. 自動化程度高：PID控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動調節(jié)，減少人工干預，提高生產效率。

一次性生物反應器通過配備高精度的pH傳感器和PID控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了罐內pH值的高精度控制。這種控制策略不僅提高了細胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性和效率，而且為生物制藥和生物工程領域的規(guī)?；a提供了強有力的技術支持。

蘇州阿爾法生物作為楚怡發(fā)酵罐制造聯(lián)盟的可靠供應商，致力于為客戶提供各類高品質的微生物發(fā)酵罐和細胞生物反應器。我們的產品線包括玻璃生物反應器、一次性生物反應器、細胞貼壁培養(yǎng)生物反應器以及不銹鋼發(fā)酵罐等中小型設備，這些設備在細胞擴增、疫苗生產、藥物研發(fā)、生物合成和發(fā)酵工程等多個領域發(fā)揮著關鍵作用。

    此外，公司特別提供定制服務，能夠根據(jù)客戶需求設計和制造200L以上的發(fā)酵罐及相關設備。在華東地區(qū)，我們的市場占有率穩(wěn)步增長，已擁有超過530位用戶，行業(yè)滿意度高達96.5%。

    另外，我們還提供多種常用的細胞株，包括CHO細胞、MDCK細胞、HEK293細胞和基因編輯細胞等，以滿足客戶多樣化的實驗和研究需求。 想要深入了解細胞培養(yǎng)生物反應器中的代謝物積累如何影響細胞生長，EKF乳酸分析儀使用方法或者獲取更多關于生物反應器的詳細信息，請訪問蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司的官方網(wǎng)站，或直接撥打我們的聯(lián)系電話：0512-62956104、18934597460進行咨詢。我們期待與您攜手，共同推進生物技術的進步。

蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司成立于2008年，位于蘇州園區(qū)生物納米園（Biobay）A5幢301室。公司管理團隊專注于科學儀器行業(yè)十四年，擁有專業(yè)的技術團隊與完善的售后服務體系，目前已為300余家實驗室提供優(yōu)質產品和服務，涵蓋各大高校、檢測中心、科研機構、制藥企業(yè)等13個群體。提供的實驗室儀器主要包括振蕩培養(yǎng)箱，恒溫恒濕培養(yǎng)箱、二氧化碳培養(yǎng)箱、生化培養(yǎng)箱、霉菌培養(yǎng)箱、PCR儀，瑞寧移液器，生物反應器，發(fā)酵罐，超低溫冰箱，液氮罐，高壓滅菌器，超純水機，天平，離心機，離心濃縮儀、研磨機、葡萄糖乳酸分析儀等。廠商企業(yè)授權包括知楚儀器、朗基、中科美菱，梅特勒，樂楓，搏旅、NEST、天根、奧盛在內的80個余廠家。