Kako biotehnologija, inženjerstvo fermentacije i bioproizvodnja nastavljaju napredovati, laboratorijski bioreaktori koriste se u sve širem rasponu istraživačkih aplikacija. Biološki procesi mogu imati vrlo različite zahtjeve za temperaturu, pH, otopljeni kisik, miješanje, prozračivanje i opskrbu hranjivim tvarima. Kao rezultat toga, laboratorijski bioreaktori dostupni su u različitim izvedbama, od kojih svaki odgovara određenim strategijama uzgoja i istraživačkim ciljevima.
Ovisno o vrsti biološkog sustava koji se uzgaja, laboratorijski bioreaktori obično se koriste za kulture stanica mikroba, sisavaca i biljaka. Mikrobni procesi često zahtijevaju pažljivu kontrolu miješanja, prozračivanja, temperature, pH i otopljenog kisika. Kulture sisavaca i druge osjetljive stanične kulture mogu staviti veći naglasak na nježno miješanje, uvjete niskog smicanja i stabilnu kontrolu okoline. Konfiguraciju bioreaktora stoga treba odabrati prema biološkim karakteristikama kulture.
Laboratorijski bioreaktori također se mogu razlikovati po njihovom miješanju i dizajnu reaktora. Uobičajene konfiguracije uključuju-spremnike s miješanjem i bioreaktore za dizanje zraka, zajedno sa specijaliziranim dizajnom reaktora razvijenim za specifične primjene. Sustavi-spremnika za miješanje koriste impeler za miješanje medija kulture i mogu se kombinirati s kontroliranom aeracijom kako bi se poboljšao prijenos kisika. Sustavi zračnog dizanja prvenstveno se oslanjaju na cirkulaciju-pokretanu plinom, a ne na mehaničku agitaciju i mogu biti korisni za procese u kojima je važno smanjiti mehaničko smicanje.
Drugi način klasifikacije laboratorijskih bioreaktora je njihov način rada. Serijski, -serijski i kontinuirani sustavi naširoko se koriste u istraživanju bioprocesa. Serijski uzgoj uključuje dodavanje potrebnog medija i biološkog materijala prije početka procesa i obično se koristi za temeljne studije i rutinski razvoj procesa. Fed-serijski uzgoj omogućuje dodavanje hranjivih tvari ili drugih supstrata tijekom procesa u skladu s definiranom strategijom hranjenja. Kontinuirana kultivacija uključuje kontinuirano dodavanje medija i uklanjanje kulture, održavanje sustava pod relativno stabilnim radnim uvjetima za specifične istraživačke primjene.
Laboratorijski bioreaktori također su dostupni u različitim radnim volumenima i konfiguracijama za podršku različitim fazama istraživanja. Mali-sustavi korisni su za probir sojeva, studije stanja kulture i preliminarnu validaciju procesa. Bioreaktorski sustavi s paralelnim ili više-posudama omogućuju istraživačima procjenu nekoliko eksperimentalnih uvjeta istovremeno, što ih čini posebno korisnima za optimizaciju procesa i komparativne studije.
Odabir pravog laboratorijskog bioreaktora zahtijeva razmatranje biološkog sustava, karakteristika procesa, eksperimentalne skale i zahtjeva za kontrolom. Sam kapacitet nije dovoljan za određivanje najprikladnije konfiguracije. Kako se automatizacija, digitalni nadzor i napredna kontrola procesa nastavljaju razvijati, laboratorijski bioreaktori postat će sve fleksibilniji i inteligentniji, pružajući vrijedne platforme za mikrobnu fermentaciju, kulturu stanica, prehrambenu biotehnologiju i suvremeni razvoj bioprocesa.