2024年62篇（共473篇）原创文章
生物反应器的发展历史及重要作用
生物制造不是什么新鲜玩意儿，它在人类社会已经存在了上千年，甚至依然存在于家家户户的厨房里。
参观华熙生物科技馆，你就会看到生物制造的1.0起源于蛮荒时代，古人在大自然艰难存活的过程中，学会了酿酒、造醋、发面……
这些看似古老的技艺，我们今天依然在践行，还由此创造了全球的最大产能——发酵。
发酵，是利用微生物的代谢功能来生产化学品、药品、食品等等。
它是生物制造的一个核心环节，没有发酵就没有生物制造。
要把传统发酵变为现代生物制造，中试平台是技术到工艺的重要转换点。
而生物反应器是中试平台的核心设备，对于推动相关技术的发展具有关键作用。
生物反应器是一种生物功能模拟机，用于在体外进行生物化学反应。
它的发展历程见证了人类对生命科学和生物技术不断探索与进步的篇章。
自从19世纪中叶科学家开始尝试在体外培养细胞以来，生物反应器便逐渐崭露头角，成为了细胞培养的重要支撑，至今已有160多年的历史。
既然生物制造就是利用生物体的生理和代谢特性，进行物质转化和加工的生产方式。
作为生产方式，追求的就是质量稳定、成本可控。
所以，我们不能像古人那样，用瓶瓶罐罐做发酵，全凭不可言传、只可意会的悟性和经验，充满着艺术般的不确定性。
我们在规模上放大了罐体，通过各种气体、液体的管道以及搅拌棒来控制温度、进料速度和搅拌节奏，这就是我们经常在生物制造工厂中看到的发酵罐。
如果我们要做的是高附加价值的原料，用于药品、保健食品、高端护肤品等等，采集数据和控制手段就要更细腻、更精确、更丰富。
而能够提供精准控制参数能力的，就不是“傻大粗”的发酵罐，而是“小而美”的生物反应器。
生物反应器常常出现在实验室和中试平台，成为验证科学家想法、推进产业落地的关键载体。
如果说大型工厂中的发酵罐，干的是规模发酵，那么实验室和中试平台甚至高端原料工厂的生物反应器，干的就是精准发酵。
设备的进步和工艺的迭代相辅相成，把发酵从传统的艺术变为现代的技术。
而高通量全自动在线反应器，就是帮助科学家把精准发酵的价格“打下来”，实现快速筛选并大批量复制，大幅降低时间成本和试错成本，让研发变得更高效。
生物反应器的海内外厂商及其差距
生物反应器这个细分市场本来大都是海外厂商的天下。
赛默飞世尔（Thermo Fisher）、思拓凡（思拓凡）、默克（Merck）、赛多利斯（Sartorius）等等。
根据2021年的数据，跨国公司提供的生物反应器在中国市场的占比则为 72.3%。
但随着国内生物制造产业的快速发展，越来越多的国内供应商涉足生物反应器的研发与生产。
例如，楚天、东富龙、迪必尔、百仑、曼森等企业，提供了多样化的产品选择和优势。
在一些关键技术和高端应用领域，如大规模细胞培养、先进的生物制药工艺等方面，国外公司的产品仍然占据主导地位。
而在一些对成本较为敏感、技术要求相对较低的应用领域，国内产品的市场份额在不断扩大。
但如果国内生物反应器企业要发展，就要认清我们的差距和着力的发展方向。从差距看：
第一，海外公司历史积淀深厚，因此品牌影响力很强。
例如德国的赛多利斯（Sartorius）公司有超过 150 年的历史，几乎是伴随着生物反应器从研发之初到现在的整个历程。
第二，研发实力和技术创新上，海外公司拥有强大的资金实力和技术资源。
生物反应器的设计、制造技术、控制系统等方面处于领先地位，而且还在不断推出具有创新性的产品和技术。
第三，产品类型丰富、质量稳定。
海外公司涵盖了从实验室研究到大规模生产的各种生物反应器，包括微生物生物反应器、哺乳细胞悬浮培养生物反应器、哺乳细胞贴壁培养生物反应器、光生物反应器等。
产品质量和性能较为稳定可靠，在生物反应器的关键性能指标如温度控制精度、搅拌均匀性、气体交换效率、传感器的准确性等方面具有较高的水平。
当然，海外公司的生物反应器也相对较贵。
第四，技术创新上，海外公司持续推出更加智能化、高效化、绿色环保的生物反应器产品。
例如，结合市场需求，开发具有针对性的产品和技术，为客户厂商定制个性化的生物反应器。
例如，利用人工智能技术实现生物反应器的智能控制和优化，开发新型的生物相容性材料提高产品的性能等。
第五，国外生物反应器公司与上下游企业、科研机构等的合作较为紧密，形成了较为完善的产业链协同创新体系。
国内企业也在加强与上下游企业、高校、科研机构的合作，但合作的深度和广度还需要进一步加强。
终上，我国生物反应器公司要不断弥补与海外企业的差距，但如果我们仅仅只是追赶海外，就永远是跟随者。我们生物反应器的发展方向是什么呢？
国内设备商奋起直追，抢回国内市场、剑指海外市场
工欲善其事，必先利其器。
随着从中央到地方对于生物制造赛道的重视，生物相关设备也会被“爱屋及乌”地得到青睐。但就只满足于此么？
我们凭借国产采购的政策，把国内市场从跨国生物反应器公司手中抢过来，就够了吗？
如果这波销售高潮带来的依然是国产企业的价格战，削弱的终究是整个行业的利润，如何投入研发、提升实力，走出国门、抢夺海外市场呢？
瓜分国内市场，还能部分依靠政策红利，但剑指海外市场，就只能靠实力了。
目前国内生物反应器的提升方向都聚焦于高通量、自动化、在线监控。为什么？
有四点原因，和大家分享：
第一，提高实验和生产效率。
高通量可以同时处理大量的样本或反应体系，例如在药物筛选中，能够快速对大量的药物候选物进行测试，大大提高了筛选的速度和效率，加速药物研发的进程。
在细胞培养中，可同时对多种细胞类型或不同培养条件下的细胞进行培养和观察，为研究提供更丰富的数据。
全自动减少了人工操作的时间和工作量，避免了人为误差，使实验和生产过程更加稳定和可靠。
系统可以连续运行，无需人工干预频繁的操作步骤，如加料、取样、调节参数等，提高了整体的工作效率。
第二，增强实验的可重复性和准确性。
精确的自动化控制可以确保每个反应或培养过程的条件高度一致。
如温度、pH 值、溶氧等参数的精确控制，使得实验结果的重复性更好。
这对于科学研究来说非常重要，有利于研究人员验证和分享实验结果，推动科学研究的进展。
对于生产过程，稳定的参数控制可以保证产品的质量稳定性，提高产品的合格率。
第三，降低成本和资源消耗。
高通量的实验可以减少对单个实验样本的投入成本。
例如在药物研发中，通过高通量筛选可以更快地找到有效的药物候选物，避免了对大量无效候选物的深入研究和开发成本。
全自动在线的运行模式减少了人工成本，同时降低了因人为操作失误导致的损失和成本增加。
并且，精确的控制和优化的反应过程可以提高原材料的利用率，减少浪费。
例如在生物发酵过程中，准确的营养物质供应和反应条件控制可以使细胞更好地利用底物，提高产物的产量，同时减少不必要的原材料消耗。
第四，便于实时监测和过程控制。
在线监测功能可以实时获取反应过程中的各种数据，如细胞生长状态、代谢产物浓度、反应速率等，使研究人员能够及时了解反应的进展和状态。
根据实时数据，系统可以自动调整反应条件，实现对反应过程的精确控制，确保反应按照预期的方向进行。
这对于一些对反应条件敏感或需要严格控制的生物反应过程尤为重要，如细胞培养、基因表达等。
依循高通量、自动化、在线监控这三个方向，国内的生物反应器公司已经悄咪咪地出海了。
它们不仅在海外设置了分公司，有了服务团队和标杆客户，国外有些大客户还在规避政策约束、通过第三方国家购买我国的产品。
但为什么是悄咪咪的，一方面确实也担心国内公司在销售模式或者出海渠道上的“卷”；
另一方面更重要，回避个别国家的“对抗”政策，降低海外竞争对手的关注。
毕竟如果没有绝对的实力，还是不要正面开打，迂回偷塔，才是王道。这
对于所有生物科学仪器设备的发展路径，都是一个启发。
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