기포탑형 생물반응기 (Airlift Bioreactor)
한 줄 정의: 기계적인 교반 장치 없이 하부에서 공기를 주입해 생기는 기포의 부력으로 배양액을 순환시키고 섞는 생물반응기입니다.
쉽게 풀면
기포탑형 생물반응기는 회전 날개 대신 공기 방울의 힘만으로 배양액을 순환시키는 구조입니다. 탄산음료 컵에 빨대로 공기를 불어넣으면 음료가 방울과 함께 위로 밀려 올라가는 것을 떠올리면 됩니다. 반응기 내부는 공기가 올라가는 통로와 배양액이 다시 내려오는 통로로 나뉘어 있어, 공기 방울이 올라가는 힘만으로 전체 액체가 자연스럽게 순환합니다.
왜 중요한가
기계적으로 회전하는 부품이 없어 구조가 단순하고 세포에 가해지는 전단응력이 상대적으로 낮기 때문에, 전단에 민감한 동물세포나 식물세포, 일부 미세조류 배양에 적합한 대안으로 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"기포탑형 생물반응기를 이용하여 전단에 민감한 동물세포주의 배양 안정성을 평가하였다."
세포 손상을 줄이기 위해 기포탑형 반응기를 선택한 실험을 설명하는 문장입니다.
"공기 주입 속도를 조절하여 기포탑형 생물반응기 내의 순환 속도와 산소전달률을 비교하였다."
공기 주입량이 순환과 산소 전달에 미치는 영향을 다룬 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
기포탑형 반응기의 성능은 공기가 상승하는 구역(riser)과 하강하는 구역(downcomer)의 설계, 공기 주입 속도에 크게 좌우됩니다. 교반탱크형에 비해 전단응력은 낮지만, 큰 규모로 갈수록 혼합 균일도를 유지하기가 상대적으로 어려워질 수 있습니다.
주의할 점
기계식 교반이 없기 때문에 점도가 높은 배양액이나 고밀도 배양에서는 혼합과 산소 전달 성능이 제한될 수 있습니다.