摇瓶与生物反应器是不同型式的生物反应装置,质量、动量、热量、信息等传递方式的不同,使得摇瓶与生物反应器之间生产水平往往存在很大差异.生物反应并不是直接在反应装置中,而是在细胞中进行的,反应装置只是为细胞的生长、代谢提供适宜的环境,细胞内部的生物反应及由此来的生物反应外部表现参数才能从本质上将装置本身无可比性的摇瓶与反应器联系起来.细胞生物反应的外部表现参数摄氧率(OUR)、CO<,2>效率(CER)、呼吸商(RQ)等,都是与代谢强度和代谢途径直接相关的生理参数.两种不同的反应装置中进行的生物反应的RQ、OUR或CER时变曲线分别对应一致、则代谢强度和代谢途径一致,其生物反应的结果就必然一致.因此RQ、OUR或CER可以成为从摇瓶到生物反应器放大的判据.该研究设计制造了一种能同时在线检测摇瓶生物反应过程的OUR、CER、RQ、DO、K<,L>a等参数并能在位取样/补料的特摇瓶.以摇瓶中取得RQ、OUR或CER曲线为对照曲线,调控生物反应器反应过程的RQ、OUR或CER时曲线分别与对照曲线吻合和接近.应用三个菌种、四个生物反应过程系(固定化啤酒酵母催化生产ATP、大肠杆菌DH5α纯培养、大肠杆菌DH5α(pGEX-FGF)表达碱性成纤维生长因子(bFGF)、面包酵母生物还原法制备(Si)-3-羟基丁酸乙酯)进行了以RQ、OUR或CER为判据从摇瓶到生物反应器放大的实验验证,都取得了生物反应器与摇瓶一致的结果.结果表明对于非线丝状菌,以RQ、OUR或CER为判据从摇瓶到生物反应器放大方法成功的.