JJF（湘）××—20231本規范適用于實驗室用的攪拌式生物反應器的性能參數的校準，其他中試用生物反應器、光生物反應器、氣升式生物反應器等相關反生物反應器一般是指用于進行是進行相應條件下微生物的培養、發酵，從而獲取活用物理或化學的方法殺滅全部微生物，包括致病和非致病微生物、芽孢和朊病毒蛋菌落形成單位是指單位體積樣品在瓊脂平板上經過一定溫度和時間培養后形成的細JJF（湘）××—20232生物反應器一般是指用于進行是進行相應條件下微生物的培養、發酵，從而獲取活體微生物或其所需的代謝產物的相應生產或實驗儀器。生物反應器類型眾多，本規范主要針對實驗室使用的攪拌式生物反應器。中試生物反應器或其他類型反應器可參照本規圖1常用生物反應器示意圖生物反應器是一種利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統。它主要通過在封閉或半封閉的無菌環境容器中，通過合適的技術手速、壓力等條件進行監控，并利用監控結果進行反饋調節而控制罐體內環境的穩定，從而達到在充分利用底物的情況下獲得較高的目標產物的目的。圖1所示為常用的實驗室JJF（湘）××—2023攪拌式生物反應器主要由反應器罐體、管路組件、監控傳感器及配套的控制單元組成。管路組件包括進樣管、取樣管、進氣管、排氣管等。監控傳感器包括溫度傳感器、恒溫裝置等。目前，大量生物反應器已經將監控顯示和控制單元等都集成在電腦或控制面板上，便于統一進行設定、監控和聯動管理。實驗室用生物反應器一般以臺式為主，罐體方便拆卸。部分實驗室也會使用原位生物反應器，這類反應器一般會另外配備原位表1生物反應器的計量性能指標序號校準項目參考計量性能要求1溫度溫度示值誤差±1.0℃溫度波動度0.5℃2pH*pH示值誤差±0.2pHpH重復性3轉速轉速示值誤差±3%4溶解氧*溶解氧濃度示值誤差±0.5mg/L溶解氧濃度重復性0.15mg/L5氣體流量*氣體流量示值誤差±5%6液體流量*液體流量示值誤差±5%液體流量穩定性5%7無菌性能測試*無菌落檢出注1：以上技術指標不適用于合格性判定，僅供參考。計量性能指標也可參照反應器制造廠商給出的技術要求。注2：*根據反應器的適用項目，選擇進行項目的校準。JJF（湘）××—202346.1.1供電電源220±22）V50±1）Hz。6.1.4室內應防潮、避光、防熱、6.2.2pH有證標準物質：應使用經政府計量行政部檢查待校生物反應器銘牌標識是否完好。將待校生物反應器開機預熱，并確定生物器的溫度探頭放入反應器內，與標準數字溫度計靠近放置于反應器同一水平面。在設定的溫度點，同時分別讀取生物反應器溫度示值TR和標準數字溫度計示值TS，分別讀取三（1）____JJF（湘）××—2023器設置開啟，使其處于工作狀態。將標準數字溫度計插入工作器溫度探頭位置，在反應器第一次達到設定溫度后穩定至少10min或反應器使用說明書要求的穩定時間，開始讀數。以每分鐘至少6次的均器使用說明書中規定的時間。取最大值與最小值的差，換算為溫度值，即為反應器在該ΔTf=Tmax-Tmin（2）按儀器操作要求，使儀器處于穩定工作狀態。對待測反應器的酸度（pH）計傳感探頭，用一種標準溶液（對具有兩點校準或多點校準方法的傳感器，應選用兩種或多種溶液校準）校準后，測量另一種標準溶液。測量點可根據實際常用點進行選擇。進行重復測量操作6次，取平均值作為儀器示值，按式（3）計算該反應器的pH計傳感器示值誤差i——儀器示值平均值，pH；pHS——pH緩沖溶液標準值，pH；取6次儀器示值結果，按式（4）計算pH重SpH=σ1()2JJF（湘）××—20236i——儀器示值平均值，pH；pHi——單次儀器示值，pH；SpH——pH示值重復性，pH。按操作要求使儀器處于穩定工作狀態。用新配制的無氧水（配制方法見附錄A）對溶解氧探頭進行測試、校準。隨后，根據實際校準需求，配制準備好飽和溶氧水（配制氧水的標準值之差作為該生物反應器的溶解氧示值誤差。若溶解氧傳感器自帶溫度補償溶解氧傳感器操作可依據生物反應器的說明書執行，對不進行溶解氧監測的反應器可不ΔC=-CSSC=σ1)2（6）JJF（湘）××—20237光電轉速表對準反光貼片位置測量實際轉速，每檔轉速下測量3次，取平均值x標準，通過xi——轉速設定值，r/min；x標準——轉速測量平均值，r/min。根據儀器的計量需求，選擇需要計量的液體蠕動泵對象（一般為堿泵、酸泵、補料通過管路系統，使計量對象管路中充滿流動相。將溫度計插入流動相，監控試驗溫度。分別進行測量。開啟蠕動泵，當泵運行穩定后，選用事先稱重的合適的容量瓶，分別接收規定時間流出的流動相。不同流速下的測量次數、時間建議如下表。將收集好流動相表2泵流速測定參數表3335Fm=Fm——流量實測值，mL/min；w2?w1pt×tJJF（湘）××—20238ρt——實驗溫度下流動相的密度（不同溫度下流動相的密度參見附錄B），g/cm3；Fs——流量設定值，mL/min。SR=Fmamin×100%SR——流量穩定性，%；選取實際常用的氣體介質，將氣體流量測量裝置串聯入氣體流路中。調節反應器的氣體流量計，選擇用戶常用范圍內一個或多個的氣體流量作為測量點，連續測量3次，Qs——氣體流量設定值，L/min；δQ——氣體流量相對示值誤差，%。按操作要求以常規工作流程進行滅菌處理，選擇用戶常用的反應器準備流程和使用程序，進行培養反應24小時，或選擇用戶常用的培養時間，觀察培養液中是否有菌體生成。同時，通過無菌操作對最終培養液進行取樣，選擇合適的培養基（一般與反應器使JJF（湘）××—20239h）如果與校準結果的有效性應用相關時，應對被校樣品的抽樣程序進行j）本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；p）未經實驗室書面批準，不得部分復制證書或報告的聲明。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。如果對儀器的檢測JJF（湘）××—2023數據有懷疑或儀器更換主要部件及修理后應對儀器重新校準。生物反應器的復校時間間JJF（湘）××—2023在恒溫水浴內灌入2/3容積的新鮮蒸餾水（約8L將多孔塑料浮蓋浮于水面。水JJF（湘）××—2023t90(℃)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9999.099999.084999.069999.053999.038999.022999.006998.991998.975998.959998.943998.926998.910998.893998.876998.860998.843998.826998.809998.792998.774998.757998.739998.722998.704998.686998.668998.650998.632998.613998.595998.576998.557998.539998.520998.501998.482998.463998.443998.424998.404998.385998.365998.345998.325998.305998.285998.265998.244998.22420998.203998.182998.162998.120998.099998.077998.056998.035998.01321997.991997.970997.948997.926997.904997.882997.859997.837997.815997.79222997.769997.747997.724997.701997.678997.655997.631997.608997.584997.56123997.537997.513997.490997.466997.442997.417997.393997.396997.344997.32024997.295997.270997.246997.221997.195997.170997.145997.120997.094997.06925997.043997.018996.992996.966996.940996.914996.888996.861996.835996.80926996.782996.755996.729996.702996.675996.648996.621996.594996.566996.53927996.511996.484996.456996.428996.401996.373996.344996.316996.288996.26028996.231996.203996.174996.146996.117996.088996.059996.030996.001995.97229995.943995.913995.884995.854995.825995.795995.765995.753995.705995.67530995.645995.615995.584995.554995.523995.493995.462995.431995.401995.37031995.339995.307995.276995.245995.214995.182995.151995.119995.087995.05532995.024994.992994.960994.927994.895994.863994.831994.798994.766994.73333994.700994.667994.635994.602994.569994.535994.502994.469994.436994.40234994.369994.335994.301994.267994.234994.200994.166994.132994.098994.06335994.029993.994993.960993.925993.891993.856993.821993.786993.751993.716JJF（湘）××—2023送校單位： 制造廠家： 校準依據： 使用的標準器名稱型號規格技術特征設定值/℃/℃ΔT/℃溫度測量值/℃Tmax/℃Tmin/℃ΔTf/℃JJF（湘）××—2023液溫pH有證標準物質/pH認定值/pHpH計測量值/pH平均值/pH示值誤差/pH重復性/pH℃校準點1CRM編號：批號：校準點2CRM編號：批號：校準點3CRM編號：批號：標準值/(mg/L)測量值/(mg/L)平均值/(mg/L)示值誤差/(mg/L)重復性/(mg/L)設定轉速/(r/min)實際測量值/(r/min)平均值/(r/min)示值誤差/%FS/(mL/min)W1/gW2/gT/minFmFmSSSRJJF（湘）××—2023設定流量/(L/min)實際測量值/(L/min)平均值/(L/min)示值誤差/%校準員：核驗員：校準日期：年月日JJF（湘）××—2023證書編號：××××-××××校準結果序號校準項目參考計量性能指標校準結果1溫度示值誤差±1.0℃2溫度波動度0.5℃3pH示值誤差±0.2pH4pH重復性5轉速示值誤差±3%6溶解氧濃度示值誤差±0.5mg/L7溶解氧濃度重復性0.15mg/L8氣體流量示值誤差±5%9液體流量示值誤差±5%液體流量穩定性5%無菌性能測試無菌落檢出1.溫度測量結果擴展不確定度：Urel=%，k=2；2.pH示值測量結果擴展不確定度：3.轉速測量結果擴展不確定度：4.溶解氧測量結果的擴展不確定度：5.氣體流量測量結果的擴展不確定度：6.液體流量測量結果的擴展不確定度：第×頁，共×頁JJF（湘）××—2023量和液體流量，參數都為使用標準器進行直接測量，測量結果受其他環境因素的影響可忽略。因此，主要分析測量過程中對測量結果影響較大的不確定度分量來源，對其進行度點。將反應器的溫度探頭放入反應器內，與標準數字溫度計靠近放置于反應器同一水平面。在設定的溫度點，同時分別讀取生物反應器溫度示值三次，取各自的三次平均值ΔT=R-S反應器溫度探頭測量過程引入的不確定度包括測量重復性引入的不確定度和儀器溫JJF（湘）××—2023表E.1溫度測量結果（單位：℃)測量次數123456789儀器溫度示值37.037.036.936.936.936.937.037.137.137.0標準溫度計示值37.0136.9236.8936.9336.9136.8536.9337.0237.0837.02sTi=σ1)2=0.08℃因儀器溫度探頭測量重復性和示值分辨力引入的分量相關，故標準不確定度取較大“Ti=“Ti1=0.05℃標準數字溫度計測量過程引入的不確定度包括測量重復性引入的不確定度、和儀器sTs=σ1)2=0.08℃因數字溫度計測量重復性和示值分辨力引入的分量相關，故標準不確定度取較大者uTs1。表E.2溫度測量結果標準不確定度分量一覽表標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度值(℃)uTi溫度探頭測量過程引入0.05uTs標準數字溫度計測量過程引入0.06根據儀器操作方法對待測反應器的酸度（pH）計傳感探頭進行校準。根據實際需求選擇合適的pH標準溶液，使用儀器pH探頭對pH標準溶液進行測量。重復測量操作6次，取平均值作為儀器示值結果，其與pH標準溶i——儀器示值平均值，pH；JJF（湘）××—2023pHS——pH溶液標準值，pH；對pH溶液標準物質（本例使用混合磷酸鹽標準物質）進行測量，按測量方法重復測量表E.3pH測量結果（單位：pH）測量次數123456789儀器示值6.836.826.826.816.826.816.816.816.806.81反應器pH探頭測量過程引入的不確定度包括測量重復性引入的不確定度和pH示值SPHi=σ1()2=0.009pH辨力引入的標準不確定度“pHi2：“pHi=“pHi1=0.004pHpH溶液標準物質引入的不確定度包括標準物質本身量值的不確定度和溫度對pH值JJF（湘）××—2023在不同溫度下，pH標準物質的pH是不同的。硼砂為原料的pH標準溶液溫度系數MPE——溫度探頭測溫的最大允許誤差，本UpHS=UpHS12+UpHS2表E.4pH測量結果標準不確定度分量一覽表標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度值（pH）upHipH測量過程引入0.004upHSpH溶液標準物質引入0.006根據儀器操作方法對待測反應器的溶解氧傳感探頭進行測試、校準。根據實際需求次，取平均值作為儀器示值結果，其與飽和溶氧______本示例中選取一臺生物反應器，儀器運行至恒溫穩定。使用儀器溶解氧探頭進行測表E.5溶解氧測量結果（單位：mg/L）測量次數123456789儀器示值8.238.258.328.318.288.278.318.318.258.26反應器溶解氧探頭測量過程引入的不確定度包括測量重復性引入的不確定度和溶解sci=σ1)2=0.032mg/Luci1=0.013mg/Luci2=0.003mg/L因儀器溶解氧探頭測量重復性和示值分辨力引入的分量相關，故標準不確定度取較在不同溫度和大氣壓力下，飽和溶氧水的溶解氧濃度是不同的。飽和溶氧水引入的升高0.1kPa引起的溶解氧變化的系數為0.085mg/L/kPa。本示例恒溫水槽的均勻性為定度為UP=0.05kPa，k=2。各引入的不確定度變量不相關，則，本示例中飽表E.6溶解氧測量結果標準不確定度分量一覽表標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度值（mg/L）uCi溶解氧測量過程引入0.013uCS飽和溶氧水溶液0.047uC=uCi2+uCS2=0.049mg/L≈0.05mg/L將反光轉速貼片貼于攪拌器旋轉葉片或轉動軸上，根據實際情況設置合適的轉速測量點。用光電轉速表對準反光貼片位置測量實際轉速，重復測量3次，取平均值x標準，并xi——轉速設定值，r/min；x標準——轉速測量平均值，r/min。本示例中選取一臺生物反應器，儀器運行至攪拌電機運行轉速穩定。使用光電轉速表E.7轉速測量結果（單位：r/min）測量次數123456789實測值STi=σ1)2=0.25r/min表E.8轉速測量結果相對標準不確定度分量一覽表標準不確定度分量不確定度來源相對標準不確定度值（%）ur1轉速重復測量過程引入ur2標準器引入0.005ur3攪拌電機分辨力0.24urx=ur12+ur22+ur32=0.27%≈0.3%JJF（湘）××—2023根據生物反應器的配置需求，選擇相應的蠕動泵及管路。選擇適配的管路連接液體管路出口、入口，以純水作流動相，通過管路系統運行，使其充滿流動相。將溫度計插開啟蠕動泵，運行穩定后，選用事先稱重的合適的容量瓶，分別接收規定時間流出的流動相。將收集好流動相的容量瓶在分析天平上稱重，重復三次，分別計算流量的實測值Fs——流量設定值，mL/min。Fm=(W2-W1)/(ρt×t)Fm——流量實測值，mL/min；ρt——實驗溫度下流動相的密度，g/cm3；JJF（湘）××—2023表E.9液體流量測量結果（單位：mL/min）測量次數123456789實測值9.979.949.98SFm=σ1()2=0.05