專利名稱：用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及細(xì)胞生物反應(yīng)器領(lǐng)域，尤其涉及了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
許多細(xì)胞系對流體剪切力非常敏感，如機(jī)械應(yīng)力。一般來說，動物細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞和植物細(xì)胞都因具有剪切敏感性難以大規(guī)模培養(yǎng)。剪切敏感的細(xì)胞生物反應(yīng)器要求提供低速攪拌，盡量減少機(jī)械剪切，同時卻又須提供足夠的細(xì)胞和培養(yǎng)液間混合和曝氣。維持兩者的平衡一直以來就是個難題。傳統(tǒng)氣升式反應(yīng)器，氣體通過容器中心處插入的一根通氣管進(jìn)入反應(yīng)器，上升的氣泡提供氧氣維持細(xì)胞的生長。這個過程，氣泡會聚集或合并成更大的氣泡，到達(dá)氣液接觸面時破裂，由此引起的強(qiáng)烈的流體剪切力，嚴(yán)重影響剪切敏感細(xì)胞的生產(chǎn)和繁殖。攪拌式生物反應(yīng)器是一種攪拌釜式反應(yīng)器，通過安裝在中軸位置的轉(zhuǎn)子和葉輪的旋轉(zhuǎn)，完成曝氣供氧。這種手段通常容易在液體液中產(chǎn)生湍流，帶來巨大的剪切應(yīng)力，將損害細(xì)胞，尤其是剪切敏感細(xì)胞。美國專利US4906577公開了一種生物反應(yīng)器具有較低的攪拌，對剪切應(yīng)力進(jìn)行削弱。美國專利US50574^公開了一種細(xì)胞培養(yǎng)裝置，將細(xì)胞和培養(yǎng)液置于半透膜的袋內(nèi)，對整個袋體進(jìn)行輕微的旋轉(zhuǎn)和不同角度的振動。這些專利采取的方式為攪拌、或振動，采取的措施多為如何減少攪拌，減弱機(jī)械剪切作用，都一定程度上存在著如裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要額外攪拌動力，氣泡破裂損傷細(xì)胞的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要額外攪拌動力，流體機(jī)械剪切或泡沫破裂損傷細(xì)胞的缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，無需機(jī)械攪拌，避免流體機(jī)械剪切或泡沫破裂損傷細(xì)胞的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，包括生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器與豎直方向呈10 45 度的傾斜角，生物反應(yīng)器的上部設(shè)置有回流冷凝器和過濾器，生物反應(yīng)器兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)，底部接入?yún)^(qū)下方設(shè)置有氣體分布器，氣體分布器上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器，進(jìn)氣過濾器上設(shè)置有流量計(jì)。作為優(yōu)選，所述的生物反應(yīng)器為圓柱形容器。作為優(yōu)選，所述的生物反應(yīng)器外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管，加熱套管下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口，加熱套管上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口。作為優(yōu)選，所述的生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器側(cè)壁平行的隔離板。作為優(yōu)選，所述的底部接入?yún)^(qū)的形狀為錐形，底部接入?yún)^(qū)的側(cè)壁與生物反應(yīng)器側(cè)壁形成145 160度的夾角。[0013]作為優(yōu)選，所述的底部接入?yún)^(qū)的形狀為半球體或不規(guī)則球體。作為優(yōu)選，所述的生物反應(yīng)器的側(cè)壁包括上壁和下壁，下壁上設(shè)置有進(jìn)料管口，進(jìn)料管口通過進(jìn)料管分別與試樣瓶相連。本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，提供的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，能獲得充足的曝氣和混合效果，無需機(jī)械攪拌，不存在因流體機(jī)械剪切或泡沫破裂等損傷細(xì)胞，具有很高的實(shí)用性。

圖1是本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的細(xì)胞和培養(yǎng)液流向示意圖。以上附圖中各數(shù)字標(biāo)號所指代的部位名稱如下其中1-生物反應(yīng)器、2-回流冷凝器、3-過濾器、4-底部接入?yún)^(qū)、5-氣體分布器、6-進(jìn)氣過濾器、7-流量計(jì)、8-加熱套管、9-熱水進(jìn)口、10-熱水出口、11-上壁、12-下壁、13-進(jìn)料管口、14-進(jìn)料管、15-試樣瓶、16-試樣瓶、17-試樣瓶。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1至圖2與具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，如圖1至圖2所示，包括生物反應(yīng)器1，生物反應(yīng)器1 為圓柱形容器，生物反應(yīng)器1與豎直方向呈10度的傾斜角，生物反應(yīng)器1的上部設(shè)置有回流冷凝器2和過濾器3，生物反應(yīng)器1兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)4，底部接入?yún)^(qū)4下方設(shè)置有氣體分布器5，氣體分布器5上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器6，進(jìn)氣過濾器6上設(shè)置有流量計(jì)7。生物反應(yīng)器1外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管8，加熱套管8下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口 9，加熱套管8上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口 10。生物反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器1側(cè)壁平行的隔離板。底部接入?yún)^(qū)4的形狀為錐形，底部接入?yún)^(qū)4的側(cè)壁與生物反應(yīng)器1側(cè)壁形成145 度的夾角。生物反應(yīng)器1的側(cè)壁包括上壁11和下壁12，下壁12上設(shè)置有進(jìn)料管口 13，進(jìn)料管口 13通過進(jìn)料管14分別與試樣瓶15、16、17相連。實(shí)施例2用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，如圖1至圖2所示，包括生物反應(yīng)器1，生物反應(yīng)器1 為圓柱形容器，生物反應(yīng)器1與豎直方向呈20度的傾斜角，生物反應(yīng)器1的上部設(shè)置有回流冷凝器2和過濾器3，生物反應(yīng)器1兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)4，底部接入?yún)^(qū)4下方設(shè)置有氣體分布器5，氣體分布器5上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器6，進(jìn)氣過濾器6上設(shè)置有流量計(jì)7。生物反應(yīng)器1外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管8，加熱套管8下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口 9，加熱套管8上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口 10。[0030]生物反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器1側(cè)壁平行的隔離板。底部接入?yún)^(qū)4的形狀為錐形，底部接入?yún)^(qū)4的側(cè)壁與生物反應(yīng)器1側(cè)壁形成150 度的夾角。生物反應(yīng)器1的側(cè)壁包括上壁11和下壁12，下壁12上設(shè)置有進(jìn)料管口 13，進(jìn)料管口 13通過進(jìn)料管14分別與試樣瓶15、16、17相連。實(shí)施例3用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，如圖1至圖2所示，包括生物反應(yīng)器1，生物反應(yīng)器1 為圓柱形容器，生物反應(yīng)器1與豎直方向呈45度的傾斜角，生物反應(yīng)器1的上部設(shè)置有回流冷凝器2和過濾器3，生物反應(yīng)器1兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)4，底部接入?yún)^(qū)4下方設(shè)置有氣體分布器5，氣體分布器5上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器6，進(jìn)氣過濾器6上設(shè)置有流量計(jì)7。生物反應(yīng)器1外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管8，加熱套管8下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口 9，加熱套管8上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口 10。生物反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器1側(cè)壁平行的隔離板，可以有效增加氣流、培養(yǎng)液的循環(huán)回路。底部接入?yún)^(qū)4的形狀為錐形，底部接入?yún)^(qū)4的側(cè)壁與生物反應(yīng)器1側(cè)壁形成160 度的夾角。生物反應(yīng)器1的側(cè)壁包括上壁11和下壁12，下壁12上設(shè)置有進(jìn)料管口 13，進(jìn)料管口 13通過進(jìn)料管14分別與試樣瓶15、16、17相連。實(shí)施例4用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，如圖1至圖2所示，包括生物反應(yīng)器1，生物反應(yīng)器1 為圓柱形容器，生物反應(yīng)器1與豎直方向呈45度的傾斜角，生物反應(yīng)器1的上部設(shè)置有回流冷凝器2和過濾器3，生物反應(yīng)器1兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)4，底部接入?yún)^(qū)4下方設(shè)置有氣體分布器5，氣體分布器5上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器6，進(jìn)氣過濾器6上設(shè)置有流量計(jì)7。 生物反應(yīng)器1外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管8，加熱套管8下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口 9，加熱套管8上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口 10。生物反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器1側(cè)壁平行的隔離板，可以有效增加氣流、培養(yǎng)液的循環(huán)回路。底部接入?yún)^(qū)4的形狀為半球體或不規(guī)則球體，避免在底部形成死角，不利于培養(yǎng)液和細(xì)胞的循環(huán)和流通。生物反應(yīng)器1的側(cè)壁包括上壁11和下壁12，下壁12上設(shè)置有進(jìn)料管口 13，進(jìn)料管口 13通過進(jìn)料管14分別與試樣瓶15、16、17相連。培養(yǎng)液在氣體的抬升作用沿著上壁11上升，而細(xì)胞則有向下壁12移動的趨勢。 但在氣泡上壁11 一側(cè)的氣液接觸面逸出，細(xì)胞和培養(yǎng)液在重力的作用下，則沿著下壁12移動，這種設(shè)計(jì)減少了氣泡的破裂對細(xì)胞的損傷和消滅。生物反應(yīng)器1是一靜態(tài)裝置，僅僅反應(yīng)器底部接入氣體，不需要機(jī)械攪拌。本實(shí)用新型公開的細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，可以應(yīng)用于培養(yǎng)任何類型的細(xì)胞和組織，包括自然生長細(xì)胞，基因突變細(xì)胞或是混合細(xì)胞。這些細(xì)胞可懸浮生長，也可附著于基板或凝膠微載體。如，動物細(xì)胞，微生物細(xì)胞，植物細(xì)胞，藻類細(xì)胞等等。培養(yǎng)液的選用取決于所培養(yǎng)的細(xì)胞。提供的培養(yǎng)基應(yīng)包含細(xì)胞所需的最低的必須營養(yǎng)物質(zhì)，一般地，培養(yǎng)液是碳水化合物的來源，還含有氨基酸、礦物質(zhì)及維生素等，經(jīng)常采用哺乳動物血清作為培養(yǎng)液的營養(yǎng)補(bǔ)給。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，提供的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，能獲得充足的曝氣和混合效果，無需機(jī)械攪拌，不存在因流體機(jī)械剪切或泡沫破裂等損傷細(xì)胞，具有很高的實(shí)用性?？傊?，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，包括生物反應(yīng)器(1)，其特征在于所述的生物反應(yīng)器 (1)與豎直方向呈10 45度的傾斜角，生物反應(yīng)器(1)的上部設(shè)置有回流冷凝器( 和過濾器(3)，生物反應(yīng)器(1)兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)G)，底部接入?yún)^(qū)(4)下方設(shè)置有氣體分布器(5)，氣體分布器( 上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器(6)，進(jìn)氣過濾器(6)上設(shè)置有流量計(jì)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的生物反應(yīng)器(1)為圓柱形容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的生物反應(yīng)器(1)外包裹有用于控制反應(yīng)器溫度的加熱套管(8)，加熱套管(8)下部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水進(jìn)口(9)，加熱套管(8)上部的側(cè)壁上設(shè)置有熱水出口(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的生物反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)置有與生物反應(yīng)器(1)側(cè)壁平行的隔離板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的底部接入?yún)^(qū)的形狀為錐形，底部接入?yún)^(qū)的側(cè)壁與生物反應(yīng)器(1)側(cè)壁形成145 160度的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的底部接入?yún)^(qū)的形狀為半球體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的生物反應(yīng)器(1)的側(cè)壁包括上壁(11)和下壁(12)，下壁(12)上設(shè)置有進(jìn)料管口(13)，進(jìn)料管口 (13) 通過進(jìn)料管(14)分別與試樣瓶(15、16、17)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及細(xì)胞生物反應(yīng)器領(lǐng)域，公開了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，包括生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器與豎直方向呈10～45度的傾斜角，生物反應(yīng)器的上部設(shè)置有回流冷凝器和過濾器，生物反應(yīng)器兩側(cè)壁的底部向內(nèi)收縮形成底部接入?yún)^(qū)，底部接入?yún)^(qū)下方設(shè)置有氣體分布器，氣體分布器上設(shè)置有進(jìn)氣過濾器，進(jìn)氣過濾器上設(shè)置有流量計(jì)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，提供的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，能獲得充足的曝氣和混合效果，無需機(jī)械攪拌，不存在因流體機(jī)械剪切或泡沫破裂等損傷細(xì)胞，具有很高的實(shí)用性。
文檔編號C12M3/00GK201981204SQ201020633629

公開日2011年9月21日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者熊云龍, 陸僑治 申請人:杭州金楓葉科技有限公司