細胞培養生物反應器的製作方法
2023-08-13 03:18:56
專利名稱：細胞培養生物反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於微生物、動物和植物細胞培養的生物反應器。
目前，對於微生物、動物和植物細胞培養用的生物反應器，特別是用於實驗室中的生物反應器，主要採用機械攪拌式結構。反應器中的機械攪拌裝置一般常用平槳單槳或多槳式攪拌器，利用其高速旋轉產生的攪拌剪切力，帶動培養物流動。因其在攪拌混合過程中的剪切力較大，易損壞被培養的細胞；高速旋轉所形成的大氣泡的破碎，也會對敏感細胞產生損傷作用，既使降低旋轉速度也對細胞的培養效果有影響。另外，機械傳動裝置的密封洩漏而產生的汙染，也是細胞培養不容忽視的重要影響因素。為解決上述問題，又出現了磁力攪拌生物反應器和氣升式生物反應器。前者雖可避免密封洩漏汙染問題，但仍存在攪拌剪切力大、損傷培養細胞的弊病；後者克服了機械攪拌式結構固有的缺陷，其主要適用於對需氧量較大的細胞培養體系，如對高需氧性微生物細胞的培養等。然而這種反應器仍不適於對一些需氧量並不大、且對氣泡破碎較敏感的動、植物細胞的培養，上述幾種反應器對細胞的培養均達不到理想的培養效果。當前實驗室對剪切力極敏感的動物細胞培養，一般採用「轉瓶」培養，這種「轉瓶」對細胞培養的反應條件很難實現嚴格控制，更無法用於大規模的細胞培養。
本實用新型的目的是提供一種性能獨特的細胞培養生物反應器，它有效克服了現有技術的缺點，具有環流混合、顯著減小攪拌剪切力、滲透供氧、提高細胞培養效果和拓寬應用範圍之特點。
本實用新型的目的是這樣實現的該裝置包括帶有夾套的筒體及組其內的攪拌器，其中筒體的導流筒內設置螺旋式攪拌器和微孔膜透氣器，在筒體上部與導流筒頂端相對應位置安裝有視鏡。
由於本實用新型的導流筒內設置螺旋式攪拌器，培養物混合均勻時的最小轉速由現有平槳攪拌器84轉/分降至18轉/分，所以從根本上避免了單槳或多槳式攪拌器產生的較大攪拌剪切力的破壞作用，利用螺旋推動力的作用，迫使培養物在導流筒內向下流動，同時驅動筒體與導流筒之間環隙中的培養物自下而上流動，從而在反應器內實現有序循環流動混合，混合均勻時所需平均剪切速率也由攪拌混合時的14秒-1降為3秒-1，即可達到細胞懸浮培養的目的，細胞損失極小，有利於細胞快速生長。另外導流筒內採用微孔膜透氣器滲透供氧系統，避免了大氣泡的形成及由此產生的氣泡破碎對敏感性細胞的損傷作用。因此，採用新型生物反應器，既使對剪切力極敏感的動物細胞培養和大規模培養，也都非常適用，顯著拓寬其應用範圍和提高細胞培養效果，該裝置極易推廣應用。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型一種具體結構示意圖。
根據
圖1詳細說明本實用新型的具體結構。該裝置包括帶有夾套8的筒體9、組裝筒體9導流筒3內的螺旋式攪拌器1、微孔膜透氣器2等件。其中預蓋6上設置添加口5、排放口4，下部設置取樣口13的筒體9組裝在支座11上。夾套8內裝有恆溫系統控制的循環水，從入口10進入由上出口流出，以調整控制培養溫度。螺旋式攪拌器1通過傳動裝置12驅動轉動，其組裝導流筒3的下部或上部，可根據實際使用需要確定，本實施例的螺旋攪拌器1位於導流筒3的下部。一般將微孔膜透氣器2按滲透供氧的需求，置於導流筒3的上部或下部。本實施例的微孔膜透氣器2置於導流筒3的上部。為觀察反應器內液位和培養物流動情況，在筒體9上部與導流筒3頂端相對應位置安裝有視鏡7。為觀察方便還可在筒體頂蓋6上設置視鏡。
操作時，啟動傳動裝置12帶動螺旋式攪拌器1轉動，在其旋轉推動力作用下，預先調製好的培養物在筒體9的導流筒3內向下流動，再從導流筒3底部流出，進入筒體9與導流筒3之間的環隙中向上流動，形成循環流動混合。其培養物混合均勻時的最小轉速可達18轉/分，混合均勻時的平均剪切速率為3秒-1，而現有平槳攪拌生物反應器(10L)混合均勻時的最小轉速為84轉/分，混合均勻時的平均剪切速率為14秒-1，。在同樣反應條件下的流動混合效果，該裝置明顯優於現有同類產品。如果細胞需氧，從導流筒3上部的微孔膜透氣器2中滲透出來的無菌氣體，以直徑小於0.1mm的微氣泡進入上述環流混合的培養物中供氧。其供氣量可調節，尾氣從排放口4排出。培養物所需的反應條件可根據實際要求，通過反應器的各調節系統控制，按常規處理即可。
權利要求1.一種細胞培養生物反應器，包括帶有夾套的筒體及組其內的攪拌器，其特徵是筒體的導流筒內設置螺旋式攪拌器和微孔膜透氣器，在筒體上部與導流筒頂端相對應位置安裝有視鏡。
2.根據權利要求1所述的生物反應器，其特徵是微孔膜透氣器置於導流筒上部。
3.根據權利要求1所述的生物反應器，其特徵是筒體頂蓋上設有視鏡。
專利摘要一種細胞培養生物反應器，包括帶有夾套的筒體及組其內的攪拌器，其中筒體的導流筒內設置螺旋式攪拌器和微孔膜透氣器，在筒體上部與導流筒頂端相對應位置安裝有視鏡。它有效克服了現有技術的缺點，具有環流混合、顯著減小攪拌剪切力、滲透供氧、提高細胞培養效果和拓寬應用範圍之特點。
文檔編號C12M1/04GK2236493SQ952326
公開日1996年10月2日 申請日期1995年11月7日 優先權日1995年11月7日
發明者許曉增, 於國祥 申請人:許曉增, 於國祥