Καθώς η βιοτεχνολογία, η μηχανική ζύμωσης και η βιοκατασκευή συνεχίζουν να προοδεύουν, οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες χρησιμοποιούνται σε ένα ολοένα και πιο ευρύ φάσμα ερευνητικών εφαρμογών. Οι βιολογικές διεργασίες μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις για θερμοκρασία, pH, διαλυμένο οξυγόνο, ανάδευση, αερισμό και παροχή θρεπτικών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες είναι διαθέσιμοι σε μια ποικιλία σχεδίων, καθένας κατάλληλος για συγκεκριμένες στρατηγικές καλλιέργειας και ερευνητικούς στόχους.
Με βάση τον τύπο του βιολογικού συστήματος που καλλιεργείται, οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες χρησιμοποιούνται συνήθως για καλλιέργειες μικροβιακών, θηλαστικών και φυτικών κυττάρων. Οι μικροβιακές διεργασίες απαιτούν συχνά προσεκτικό έλεγχο της ανάδευσης, του αερισμού, της θερμοκρασίας, του pH και του διαλυμένου οξυγόνου. Οι καλλιέργειες θηλαστικών και άλλων ευαίσθητων κυττάρων μπορεί να δώσουν μεγαλύτερη έμφαση στην ήπια ανάμειξη, τις συνθήκες χαμηλής διάτμησης και τον σταθερό περιβαλλοντικό έλεγχο. Επομένως, η διαμόρφωση του βιοαντιδραστήρα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τα βιολογικά χαρακτηριστικά της καλλιέργειας.
Οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες μπορούν επίσης να διακριθούν από την ανάμειξη και το σχεδιασμό του αντιδραστήρα τους. Οι συνήθεις διαμορφώσεις περιλαμβάνουν αναδευόμενους-βιοαντιδραστήρες δεξαμενών και αερομεταφοράς, μαζί με εξειδικευμένα σχέδια αντιδραστήρων που έχουν αναπτυχθεί για συγκεκριμένες εφαρμογές. Τα συστήματα αναδευόμενης-δεξαμενής χρησιμοποιούν μια πτερωτή για την ανάμειξη του μέσου καλλιέργειας και μπορούν να συνδυαστούν με ελεγχόμενο αερισμό για την ενίσχυση της μεταφοράς οξυγόνου. Τα συστήματα αερομεταφοράς βασίζονται κυρίως στην κυκλοφορία αερίου-και όχι στη μηχανική ανάδευση και μπορεί να είναι επωφελής για διαδικασίες όπου η ελαχιστοποίηση της μηχανικής διάτμησης είναι σημαντική.
Ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης των εργαστηριακών βιοαντιδραστηρίων είναι ο τρόπος λειτουργίας τους. Τα συστήματα παρτίδας, τροφοδοσίας-παρτίδας και συνεχούς χρήσης χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα βιοδιαδικασιών. Η καλλιέργεια κατά παρτίδες περιλαμβάνει την προσθήκη του απαιτούμενου μέσου και βιολογικού υλικού πριν από την έναρξη της διαδικασίας και χρησιμοποιείται συνήθως για θεμελιώδεις μελέτες και ανάπτυξη συνήθους διαδικασίας. Η τροφοδοσία-παρτίδας καλλιέργειας επιτρέπει την προσθήκη θρεπτικών ουσιών ή άλλων υποστρωμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σύμφωνα με μια καθορισμένη στρατηγική σίτισης. Η συνεχής καλλιέργεια περιλαμβάνει συνεχή προσθήκη μέσου και αφαίρεση καλλιέργειας, διατηρώντας το σύστημα υπό σχετικά σταθερές συνθήκες λειτουργίας για συγκεκριμένες ερευνητικές εφαρμογές.
Οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες είναι επίσης διαθέσιμοι σε διαφορετικούς όγκους εργασίας και διαμορφώσεις για την υποστήριξη διαφόρων σταδίων έρευνας. Τα συστήματα μικρής-κλίμακας είναι χρήσιμα για τον έλεγχο στελεχών, τις μελέτες κατάστασης καλλιέργειας και την προκαταρκτική επικύρωση της διαδικασίας. Συστήματα βιοαντιδραστήρα παράλληλων ή πολλαπλών{3} αγγείων επιτρέπουν στους ερευνητές να αξιολογούν πολλές πειραματικές συνθήκες ταυτόχρονα, καθιστώντας τις ιδιαίτερα χρήσιμες για βελτιστοποίηση διεργασιών και συγκριτικές μελέτες.
Η επιλογή του σωστού εργαστηριακού βιοαντιδραστήρα απαιτεί εξέταση του βιολογικού συστήματος, των χαρακτηριστικών της διαδικασίας, της πειραματικής κλίμακας και των απαιτήσεων ελέγχου. Η χωρητικότητα από μόνη της δεν αρκεί για τον προσδιορισμό της καταλληλότερης διαμόρφωσης. Καθώς η αυτοματοποίηση, η ψηφιακή παρακολούθηση και ο προηγμένος έλεγχος διεργασιών συνεχίζουν να αναπτύσσονται, οι εργαστηριακοί βιοαντιδραστήρες θα γίνονται όλο και πιο ευέλικτοι και έξυπνοι, παρέχοντας πολύτιμες πλατφόρμες για μικροβιακή ζύμωση, κυτταροκαλλιέργεια, βιοτεχνολογία τροφίμων και σύγχρονη ανάπτυξη βιοδιαδικασιών.