一種一次性生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及生物反應(yīng)器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到了一種一次性生物反應(yīng)器。該一次性生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器腔體和連通管，連通管位于反應(yīng)器腔體頂部，所述反應(yīng)器腔體由兩片以上的腔壁經(jīng)融合連接或粘合連接而成并且具有交匯部和至少一個(gè)通過交匯部與連通管交匯連通的中空臂部，所述中空臂部的末端封閉。本實(shí)用新型利用搖擺搖床，平面回旋搖床和三維回旋搖床驅(qū)動(dòng)反應(yīng)器腔內(nèi)液體沿其長(zhǎng)軸流動(dòng)，從而產(chǎn)生波浪和湍流混合，與現(xiàn)有的搖床驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)器產(chǎn)生渦流混合和增大氣液交換表面積的方式相比，大大提高了混合和傳質(zhì)效率。
【專利說明】一種一次性生物反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及生物反應(yīng)器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到了一種一次性生物反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 搖床驅(qū)動(dòng)的非介入混合式生物反應(yīng)器包括小型的培養(yǎng)管，轉(zhuǎn)瓶，錐形瓶，倒置錐底 瓶，平錐底瓶和平錐底罐以及攪拌槳驅(qū)動(dòng)的不同規(guī)模的攪拌式生物反應(yīng)器，是目前最廣泛 使用的用于發(fā)酵和細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物反應(yīng)器。搖床驅(qū)動(dòng)的非介入式混合生物反應(yīng)器的共 同特點(diǎn)是開口位于反應(yīng)器的一端且與反應(yīng)器腔體長(zhǎng)軸同軸，除轉(zhuǎn)瓶水平放置外均開口在上 端并通過旋轉(zhuǎn)或回旋方式驅(qū)動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)液體產(chǎn)生渦流而實(shí)現(xiàn)。而通過產(chǎn)生渦流來提高液體 的氧傳遞主要是利用增大液體表面積的原理，這種靠增大液體表面積的氧傳遞方式仍然存 在混合效率低的問題。由于開口位于反應(yīng)器長(zhǎng)軸的一端且與反應(yīng)器腔體長(zhǎng)軸同軸，為了防 止液體濺出，需要加大上部氣體通道的長(zhǎng)度，也就是加大了通過反應(yīng)器開口進(jìn)行氣體交換 的無效通道，因而降低了氣體交換的效率。雖然攪拌式生物反應(yīng)器具有高效的混合，但由于 攪拌槳的剪切力會(huì)造成細(xì)胞損傷和死亡而限制其只能采取溫和的攪拌，這也是攪拌式反應(yīng) 器的主要缺陷之一。
[0003] 另外，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)瓶，錐形瓶，倒置錐底瓶，平錐底瓶和平錐底罐以及不同大小的攪 拌罐反應(yīng)器均由硬質(zhì)材料如玻璃，硬塑料和不銹鋼等制成，由于玻璃和不銹鋼材料的反應(yīng) 器需要重復(fù)使用，不僅帶來清洗，消毒和認(rèn)證的麻煩，而且還存在交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。雖然硬 塑料注塑成型的反應(yīng)器可以一次性使用，但由于生產(chǎn)工藝效率限制和使用原料相對(duì)多，形 狀固定不能伸縮變形以及相互間不能相互套疊，占空間大，不僅運(yùn)輸，輻照和存放成本高， 同時(shí)也產(chǎn)生的較多廢物帶來更多的環(huán)境問題，雖然對(duì)全硬質(zhì)的微型反應(yīng)器一次性使用是可 行的，但對(duì)轉(zhuǎn)瓶及以上規(guī)模的反應(yīng)器，特別是大型生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器來說，全硬質(zhì)材料注 塑成型的反應(yīng)器一次性使用將會(huì)帶來生產(chǎn)成本，輻照成本，運(yùn)輸成本和存放成本的大幅提 高并產(chǎn)生大量廢物，從節(jié)約成本和環(huán)保的角度考慮是不可取的。因此研發(fā)以工藝開發(fā)和系 列放大為目的的小型反應(yīng)器和以規(guī)模生產(chǎn)為目的的大型反應(yīng)器并實(shí)現(xiàn)一次性使用是未來 生物反應(yīng)器的發(fā)展趨勢(shì)，需要進(jìn)一步研發(fā)更節(jié)省材料，更高生產(chǎn)效率，更少占空間和產(chǎn)生環(huán) 境廢物的新型生物反應(yīng)器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種一次性生物反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有的搖床驅(qū)動(dòng)的非 介入混合現(xiàn)有的搖床驅(qū)動(dòng)式生物反應(yīng)器的存在混合和傳質(zhì)效率低的問題。
[0005] 為了解決上述問題，本實(shí)用新型的一次性生物反應(yīng)器采用以下技術(shù)方案：一次性 生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器腔體和連通管，連通管位于反應(yīng)器腔體頂部，所述反應(yīng)器腔體由兩 片以上的腔壁經(jīng)融合連接或粘合連接而成并且具有交匯部和至少一個(gè)通過交匯部與連通 管交匯連通的中空臂部，所述中空臂部的末端封閉。
[0006] 所述中空臂部水平設(shè)置。
[0007] 反應(yīng)器腔體有一個(gè)所述中空臂部，連通管位于反應(yīng)器腔體頂部并且與中空臂部一 起形成L形結(jié)構(gòu)。
[0008] 反應(yīng)器腔體有兩個(gè)所述中空臂部，連通管設(shè)于反應(yīng)器腔體頂部并且與中空臂部一 起形成倒T字形結(jié)構(gòu)。
[0009] 反應(yīng)器腔體有兩片所述腔壁，兩片腔壁一上一下設(shè)置，位于上部的一個(gè)為上腔壁， 另一個(gè)為下腔壁，上、下腔壁中至少一片為有曲面腔壁。
[0010] 所述上、下腔壁中的一個(gè)為可保持其固有形狀的固形支持腔壁，另一個(gè)為軟膜腔 壁。
[0011] 所述固形支持腔壁由塑料原料經(jīng)注塑成型或由塑料片材經(jīng)吸塑或吹塑成型。
[0012] 軟膜腔壁由平面塑料膜構(gòu)成或者是由平面塑料膜經(jīng)吸塑成型的可形變的軟膜泡 構(gòu)成。
[0013] 上、下腔壁均為所述有曲面腔壁，所述固形支持腔壁為可插套疊置的疊摞式腔壁， 軟膜腔壁為可折入固形支持腔壁內(nèi)以使反應(yīng)器腔體能夠插套疊置的腔壁。
[0014] 上、下腔壁中的一個(gè)為所述有曲面腔壁，另一個(gè)為平面腔壁。
[0015] 連通管與上腔壁為一體式結(jié)構(gòu)。
[0016] 連通管的外端口是在吸塑成型后沖切而成，連通管的外端口處具有沖切留下的環(huán) 繞外端口的加強(qiáng)環(huán)。
[0017] 所述下腔壁為所述有曲面腔壁，該生物反應(yīng)器還包括支持固定座，所述支持固定 座上設(shè)有用于為下腔壁讓位的讓位凹槽，讓位凹槽的槽口周邊設(shè)置有用于固定或牽拉反應(yīng) 器腔體的固定結(jié)構(gòu)。
[0018] 所述上、下腔壁的結(jié)合處具有向外圍延伸的用于支持和牽拉固定反應(yīng)器腔體的聯(lián) 合緣。
[0019] 該反應(yīng)器還包括罩蓋用于封蓋反應(yīng)器腔體的上腔壁的罩蓋，罩蓋上設(shè)有用于封堵 連通管的管口的封管部。
[0020] 所述罩蓋形成反應(yīng)器腔體的翻蓋結(jié)構(gòu)，罩蓋的相對(duì)的兩側(cè)中的一側(cè)與聯(lián)合緣連接 在一起，另一側(cè)與聯(lián)合緣之間設(shè)有固定卡扣。
[0021] 反應(yīng)器腔體的腔壁上設(shè)置有連通反應(yīng)器內(nèi)腔供液體和氣體進(jìn)出以及溶氧，二氧 化碳，PH傳感器電極通過的管道，所述連通反應(yīng)器內(nèi)腔的管道與所連接的腔壁為一體成型 結(jié)構(gòu)。
[0022] 反應(yīng)器腔體由兩個(gè)所述腔壁融接或粘接而成，兩腔壁中的一個(gè)為前腔壁，另一個(gè) 為后腔壁，前、后腔壁的配合處設(shè)有聯(lián)合緣，反應(yīng)器腔體的中空臂部由前、后腔壁的相應(yīng)部 位構(gòu)成。
[0023] 本實(shí)用新型的有益效果：在該一次性生物反應(yīng)器中，反應(yīng)器腔體具有交匯部和至 少一個(gè)通過交匯部與連通管交匯連通的中空臂部，中空臂部的末端密閉并且連通管位于反 應(yīng)器腔體頂部。由于所述中空臂部的存在，本實(shí)用新型的生物反應(yīng)器能夠至少在中空臂部 處使液體在一個(gè)狹長(zhǎng)的空間內(nèi)流動(dòng)，由于連通管設(shè)于反應(yīng)器腔體頂部，液體沿反應(yīng)器的水 平方向的長(zhǎng)軸流動(dòng)，連通管的軸反應(yīng)器液體流動(dòng)的軸為垂直軸向，無論置于搖擺的搖床，平 面回旋搖床，還是三維回旋搖床，均可使液體在反應(yīng)器中空臂部?jī)?nèi)流動(dòng)而不會(huì)造成濺出，當(dāng) 到達(dá)中空臂部的封閉端時(shí)，液流在中空臂部封口端產(chǎn)生的湍流、渦流和波浪的作用下翻騰、 折返并且上下交替，在翻騰和上下交替的過程中將上部空間的氧氣卷入液流，即中空臂部 中的液體能夠在流動(dòng)的過程中不停的上下翻滾交替，從而充分的與氧氣接觸，與現(xiàn)有技術(shù) 中依靠增大液流表面積的方式來使液流與氧氣混合的方式相比，大大提高了混合和傳質(zhì)效 率。
[0024] 更進(jìn)一步的，帶曲面腔壁可在牽拉反應(yīng)器腔體時(shí)起到減少反應(yīng)器腔體褶皺的作 用；固形支持腔壁更加有利于保持反應(yīng)器腔體內(nèi)的三維空間且使用方便；將固形支持腔壁 設(shè)為可插套疊置的疊摞式腔壁以后，能夠進(jìn)一步減小反應(yīng)器所占的空間，方便反應(yīng)器的運(yùn) 輸、輻照和存放，降低成本；連通管外端口處的加強(qiáng)環(huán)具有加強(qiáng)連通管口強(qiáng)度和防止管帽滑 脫掉得作用；支持固定座可協(xié)助反應(yīng)器腔體的固定，為反應(yīng)器的大型化發(fā)展帶來方便；聯(lián) 合緣不僅可以起到支撐反應(yīng)器腔體的作用，而且為對(duì)反應(yīng)器腔體的牽拉提供了著力點(diǎn)。罩 蓋可以將上腔壁連同連通管整體遮住封閉，罩蓋的封管部可用于封堵連通管的管口，在打 開罩蓋的時(shí)候，可不必與連通管口周圍直接接觸，從而避免對(duì)液體的污染；翻蓋式的罩蓋可 避免丟失，卡扣是為了方便對(duì)罩蓋的固定。反應(yīng)器腔體的腔壁上包括軟膜腔壁上設(shè)置的連 通反應(yīng)器內(nèi)腔供液體和氣體進(jìn)出以及溶氧，二氧化碳，PH傳感器電極通過的管道，均與反 應(yīng)器腔壁一體成型，免去了管道與反應(yīng)器腔壁，特別是軟膜腔壁間的連接需要打孔和融合 圈熱合焊接的麻煩工藝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例1的分解圖；
[0027] 圖3是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例1的第一工作原理圖；
[0028] 圖4是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例1的第二工作原理圖；
[0029] 圖5是圖1中的連通管與管帽的配合示意圖；
[0030] 圖6是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖7是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖8是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例3的分解圖；
[0033] 圖9是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖10是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖11是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例5的分解圖；
[0036] 圖12是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例5的并排放置示意圖；
[0037] 圖13是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖14是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖15是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例7裝入液體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖16是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例7的插套疊摞示意圖；
[0041] 圖17是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖18是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例8裝入液體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖19是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例8的插套疊摞示意圖；
[0044] 圖20是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖21是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例9裝入液體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖22是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例9的插套疊摞示意圖；
[0047] 圖23是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖24是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例10裝入液體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖25是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例10的疊摞示意圖；
[0050] 圖26是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖27是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖28是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖29是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖30是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例15的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖31是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖32是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例17的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖33是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例18的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖34是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例19的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖35是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例20的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖36是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例21的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖37是一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例22的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0062] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例1，如圖1-5所示，該一次性生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器腔 體和連通管11，反應(yīng)器腔體采用無毒無害的塑料材質(zhì)，可達(dá)到一次性利用要求，從圖1、2中 可以看出，反應(yīng)器腔體是由兩片腔壁融合而成，兩片腔壁一上一下設(shè)置，其中位于上部的一 個(gè)為上腔壁12,位于下部的一個(gè)為下腔壁13,上、下腔壁的融合處形成了聯(lián)合緣14,在需要 時(shí)，可通過聯(lián)合緣14支撐和牽拉反應(yīng)器腔體；連通管11位于上腔壁12上并且與上腔壁12 為一體式結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，上、下腔壁均為固形支持腔壁，即可保持其固有形狀的腔壁， 它們均是由塑料片材經(jīng)吸塑成型(在其它實(shí)施例中，上、下腔壁還可以是通過塑料片材料吹 塑成型或者由塑料原料經(jīng)注塑成型的固形支持腔壁）的泡殼結(jié)構(gòu)，其中塑料片材的具體材 料可以是聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET (包括APET和PETG)，聚氯乙 烯PVC，ABS，PC，PS GAG和亞克力等可注塑成型或吸塑成型的原料或片材或卷材以及復(fù) 合的可吸塑成型的塑料片材和卷材包括有PVC/PE，PET/PE，HIPS等熱塑性塑料卷材，PVC ，PET，PP和PS，另外，從2中還可以看出，上、下腔壁均為帶曲面腔壁，即上、下腔壁均為非 平面腔壁，這使得上、下腔壁在融合以后，二者之間自然形成一個(gè)三維的空間。
[0063] 從整體上來看，該實(shí)施例中的反應(yīng)器腔體包含有一個(gè)交匯部1001和兩個(gè)中空臂 部1002,中空臂部1002的末端封閉，其盲端呈半球面形，中空臂部1002的設(shè)置使得反應(yīng)器 腔體內(nèi)形成了一個(gè)細(xì)長(zhǎng)腔道，從而可便于液體在反應(yīng)器腔體內(nèi)沿反應(yīng)器長(zhǎng)軸（即相應(yīng)中空 臂部的延伸方向）的往復(fù)流動(dòng)，在本實(shí)施例中，中空臂部1002的橫截面呈圓形(在其它實(shí)施 例中，中空臂部的橫截面形狀還可以為橢圓形，多邊形，矩形，三角形，半圓形，半橢圓形，梯 形或上述幾何圖形組合成同一內(nèi)腔的不同組合形狀）并且是由上、下腔壁的相應(yīng)部位拼合 而成，由于中空臂部1002的設(shè)置，使得反應(yīng)器腔體在中空臂部1002延伸方向上的長(zhǎng)徑比大 于或等于1. 5。兩個(gè)中空臂部1002的中心線共線并且在腔體的交匯部1001處通過腔體的 交匯部1001與連通管11連通，由此也使得連通管11和反應(yīng)器腔體的中空臂部1002 -起 構(gòu)成了倒T字形結(jié)構(gòu)。
[0064] 上文已經(jīng)提到，連通管11與上腔壁12為一體式結(jié)構(gòu)，而上腔壁12是吸塑成型的， 因此連通管11也是吸塑而成，在吸塑成型以后，連通管11的外端最初是不通透的，并且該 位置處形成了具有一定厚度的硬殼結(jié)構(gòu)，而連通管11的外端口正是在該硬殼結(jié)構(gòu)上沖切 而成，沖切完成后，所述硬殼結(jié)構(gòu)在連通管的外端口處形成了加強(qiáng)環(huán)15,該加強(qiáng)環(huán)15可直 接用于與連通管11的管帽16 (蓋子)卡接配合，連通管為反應(yīng)物料和氣體交換的共同通道。 [0065] 該一次性生物反應(yīng)器無論置于搖擺的搖床，平面回旋搖床，還是三維回旋搖床，均 可使液體在反應(yīng)器腔內(nèi)沿長(zhǎng)軸流動(dòng)，通過一端的勢(shì)能和液體動(dòng)能的提高，驅(qū)動(dòng)液體向勢(shì)能 和液體動(dòng)能的低端流動(dòng)，形成波浪混合和湍流混合，在中空臂部盲端處，管壁部的弧形切線 形成湍流混合；使用搖擺搖床時(shí)，要使中空臂部的中心線與搖擺方向保持一致；當(dāng)一次性 生物反應(yīng)器傾斜放置在平面回旋運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上回旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)際上是將液體沿斜面拋向上， 然后液體的重力沿切線下滑，形成中空臂部?jī)?nèi)波浪式或兩端湍流式混合和氣體交換。
[0066] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例2,如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：在 本實(shí)施例中，上腔壁21為平頂結(jié)構(gòu)，其的頂部除了連通管22以外還設(shè)置有氣體交換管23， 氣體交換管23同樣與上腔壁21為一體式結(jié)構(gòu)，其外端設(shè)有氣體交換管帽24。
[0067] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例3,如圖7-8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的上腔壁31為平面腔壁。
[0068] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例4,如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于：在 本實(shí)施例中，上腔壁41為平頂結(jié)構(gòu)，其頂部除了連通管42以外還設(shè)置有氣體交換管43,氣 體交換管43同樣與上腔壁41為一體式結(jié)構(gòu)，其外端設(shè)有氣體交換管帽44。
[0069] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例5,如圖10-12所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的下腔壁51為平面腔壁，采用此種結(jié)構(gòu)的下腔壁以后，反應(yīng)器 腔體可以作為免管架的小型的反應(yīng)器管自動(dòng)保持立姿，使用方便。
[0070] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例6,如圖13所示，本實(shí)施例與實(shí)施例5的區(qū)別在于：在 本實(shí)施例中，上腔壁61為平頂泡殼結(jié)構(gòu)，其頂部除了連通管62以外還設(shè)置有氣體交換管 63,氣體交換管63同樣與上腔壁61為一體式結(jié)構(gòu)，其外端設(shè)有氣體交換管帽64。
[0071] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例7,如圖14-16所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的上腔壁71為頂小底大的、可插套疊摞式腔壁，下腔壁72為軟 膜腔壁，下腔壁72的形狀(除無連通管結(jié)構(gòu)外)與上腔壁71的形狀適配，具體是由吸塑成型 的軟膜泡構(gòu)成，軟膜泡為平面軟膜再經(jīng)吸塑拉伸成型具有曲面結(jié)構(gòu)的柔性薄膜，所述平面 軟膜可以為聚乙烯PE薄膜，低密度聚乙烯LDPE薄膜，超低密度聚乙烯LLDPE薄膜，聚丙 烯PP薄膜，聚氯乙烯（PVC)薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET )薄膜、聚苯乙烯（PS )薄膜、 乙烯/乙酸乙烯（EVA)薄膜、聚酰胺（PA)薄膜等，上述不同樹脂薄膜組合的多層復(fù)合膜， 上述不同樹脂多層共擠的多層共擠薄膜，以及含SEBS和EV0H的PP/SEBS/PP共擠膜，PA/ EV0H/PE共擠膜和PA/EV0H/PP等多層共擠膜。在運(yùn)輸、輻照和存放的過程中將下腔壁72向 上翻嵌入上腔壁71中，可使反應(yīng)器腔體相互間插套疊摞放置(如圖16)，降低對(duì)反應(yīng)器的運(yùn) 輸，輻照和存放成本。在使用的過程中，由于上腔壁71為固形支持腔壁，因此其可起到支持 反應(yīng)器腔體的作用，充入液體以后，在液體下垂重力的作用下，下腔壁72將會(huì)自動(dòng)從上腔 壁71中脫出并在液體重力的作用下自動(dòng)保持三維形狀(如圖15)。
[0072] 由于軟膜具有彈性和剪切力低的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一面為剛性的支撐泡殼結(jié)構(gòu)，另一面 為軟膜，既利用了剛性的支撐泡殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便特性，避免了全軟膜反應(yīng)器需 要鼓氣系統(tǒng)才能維持三維內(nèi)部空間的缺點(diǎn)，又利用了軟膜緩沖剪切力的優(yōu)點(diǎn)緩沖液流沖擊 造成對(duì)細(xì)胞的剪切損傷，通過利用了軟膜的可變形特性以及硬質(zhì)泡殼的套摞疊置優(yōu)點(diǎn)，在 非使用時(shí)將形狀吻合的軟膜泡嵌入硬質(zhì)泡殼內(nèi)以節(jié)省空間。事實(shí)上，從經(jīng)濟(jì)方面和節(jié)能環(huán) 保方面考慮，大型全硬質(zhì)的反應(yīng)器作為一次性使用是不可接受的，但本實(shí)用新型的軟硬嵌 合反應(yīng)器不僅大大節(jié)約了生產(chǎn)，運(yùn)輸，輻照和存放的成本，而且降低了廢物的產(chǎn)生，因此 可以實(shí)現(xiàn)一次性使用。
[0073] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例8,如圖17-19所示，本實(shí)施例與實(shí)施例7的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，上腔壁81頂部除了連通管82以外還設(shè)置有氣體交換管83,氣體交換管83 同樣與上腔壁81為一體式結(jié)構(gòu)，其外端設(shè)有氣體交換管帽84。
[0074] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例9,如圖20-22所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的下腔壁91為頂大底小的、可插套疊摞式腔壁，上腔壁92為軟 膜泡腔壁，上腔壁92的形狀除無連通管處和進(jìn)出氣管外與下腔壁91的形狀適配，由此可在 運(yùn)輸、輻照的過程中將上腔壁92折入下腔壁91中，將反應(yīng)器腔體插套疊摞放置(如圖19)， 降低對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)輸和輻照成本。
[0075] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例10,如圖23-25所示，本實(shí)施例與實(shí)施例8的區(qū)別在 于：反應(yīng)器腔體的上腔壁101為平面腔壁。
[0076] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例11，如圖26所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 該實(shí)施例的一次性生物反應(yīng)器還包括一個(gè)支持固定座111，支持固定座111上設(shè)有用于為 下腔壁112讓位的讓位凹槽113。
[0077] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例12,如圖27所示，本實(shí)施例與實(shí)施例11的區(qū)別在于： 該實(shí)施例中的上腔壁121為平頂泡殼結(jié)構(gòu)，其頂部除了連通管122以外還設(shè)置有氣體交換 管123、進(jìn)液管124、取液管125、氧氣和二氧化碳傳感器電極套管126、PH傳感器電極套管 127,氣體交換管123同樣與上腔壁121為一體式結(jié)構(gòu)，其外端設(shè)有氣體濾菌器（圖中未7^ 出），氣體交換管、進(jìn)液管、取液管氧氣和二氧化碳傳感器電極套管、PH傳感器電極套管也是 與上腔壁121 -體吸塑成型；另外，反應(yīng)器腔體的聯(lián)合緣128上設(shè)有牽拉固定孔129,固定 支持座1210上設(shè)有與牽拉固定孔對(duì)應(yīng)的球頭1211，使用時(shí)可通過球頭1211與聯(lián)合緣128 上的牽拉固定孔129配合固定反應(yīng)器腔體。
[0078] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例13,如圖28所示，本實(shí)施例與實(shí)施例11的區(qū)別在于： 在該實(shí)施例中，下腔壁131的底部還設(shè)有底部進(jìn)氣管132 ;另外，固定支持座133的凹槽中 還設(shè)有加熱部件（圖中未示出），加熱部件具體可采用溫度自動(dòng)調(diào)控的電熱毯、熱交換器等 加熱裝置。
[0079] -次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例14,如圖29所示，本實(shí)施例與實(shí)施例12的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的上腔壁141為平面腔壁，另外，在本實(shí)施例中，上腔壁141為固 形支持腔壁，在其它實(shí)施例中，上腔壁141還可以為平面軟膜腔壁，平面軟膜材料的選取可 參照實(shí)施例7。
[0080] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例15,如圖30所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體僅有一個(gè)中空臂部151，從而使得連通管152與反應(yīng)器腔體的中 空臂部151形成了 L形結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的下腔壁153為平面腔壁， 圖30所示的是六個(gè)反應(yīng)器并列放置的情形，在生產(chǎn)的時(shí)候，可在同一片材料上一次吸塑或 注塑成型多個(gè)上腔壁154,然后將它們與一張片材粘合或融合便可一次得到多個(gè)反應(yīng)器腔 體。
[0081] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例16,如圖31所示，本實(shí)施例與實(shí)施例15的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的交匯部161形成了鼓脹結(jié)構(gòu)，鼓脹結(jié)構(gòu)的交匯部161可進(jìn)一步 方便連通管162與反應(yīng)器腔體的中空臂部163之間的連通并防止中空臂部163內(nèi)過多液體 向連通管162內(nèi)溢出。
[0082] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例17,如圖32所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的兩片腔壁一前一后設(shè)置，兩片腔壁中位于前部的一個(gè)為前腔 壁，另一個(gè)為后腔壁，前、后腔壁經(jīng)融合連接在一起，它們的融合處形成了聯(lián)合緣171。另外， 從圖32中還可以看到，在本實(shí)施例中，連通管172和反應(yīng)器腔體的中空臂部173均是由前、 后腔壁拼合而成的。
[0083] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例18,如圖33所示，本實(shí)施例與實(shí)施例17的區(qū)別在于： 連通管181是位于前腔壁182上，另外，前、后腔壁上還分別設(shè)有用于與外界相應(yīng)部件(進(jìn)液 管、02, C02和PH傳感器等）連接的連接管183。
[0084] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例19,如圖34所示，本實(shí)施例與實(shí)施例18的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的底部還設(shè)有進(jìn)氣管191。
[0085] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例20,如圖35所示，本實(shí)施例與實(shí)施例15的區(qū)別在于： 在本實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體的兩片腔壁一前一后設(shè)置，兩片腔壁中位于前部的一個(gè)為前腔 壁，另一個(gè)為后腔壁，前、后腔壁經(jīng)融合連接在一起，它們的融合處形成了聯(lián)合緣201。另外， 從圖32中還可以看到，在本實(shí)施例中，連通管202和反應(yīng)器腔體的中空臂部203均是由前、 后腔壁拼合而成的。
[0086] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例21，如圖36所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于： 本實(shí)施例中的反應(yīng)器腔體的上腔壁211上省略了氣體交換管、氣體交換管帽和連通管212 的管帽。另外，該實(shí)施例中的反應(yīng)器還具有一個(gè)罩蓋213,罩蓋213其實(shí)是連通管212的管 帽的延伸結(jié)構(gòu)，其用于整體遮蔽上腔壁211和連通管212,同時(shí)通過其上所設(shè)的封管部214 封堵連通管212的管口。在本實(shí)施例中，罩蓋213的形狀與上腔壁211的形狀相同并且形 成了反應(yīng)器腔體的翻蓋結(jié)構(gòu)，其相對(duì)的兩側(cè)中的一側(cè)與聯(lián)合緣215連接在一起，另一側(cè)與 聯(lián)合緣215之間設(shè)有卡扣216,二者的連接處設(shè)有定位折痕217,定位折痕217用于使罩蓋 213翻動(dòng)時(shí)均從同一位置處彎折。當(dāng)罩蓋213松松遮蓋反應(yīng)器上腔壁211和連通管212時(shí)， 可保持反應(yīng)器通氣培養(yǎng)，當(dāng)罩蓋213緊緊扣蓋反應(yīng)器上腔壁211和連通管212時(shí)，罩蓋213 另一邊與聯(lián)合緣的卡扣216緊扣，罩蓋213與上腔壁211緊貼間隙閉合，封管部214封堵連 通管212的管口，可進(jìn)行厭氧培養(yǎng)或培養(yǎng)后反應(yīng)物的保存以防液體蒸發(fā)。
[0087] 一次性生物反應(yīng)器的實(shí)施例22,如圖37所示，本實(shí)施例與實(shí)施例5的區(qū)別在于： 該實(shí)施例中的反應(yīng)器還具有一個(gè)罩蓋223,罩蓋223其實(shí)是連通管222的管帽的延伸結(jié)構(gòu)， 其用于整體遮蔽上腔壁221和連通管222,同時(shí)通過其上所設(shè)的封管部224封堵連通管222 的管口。在本實(shí)施例中，罩蓋223的形狀與上腔壁221的形狀相同并且形成了反應(yīng)器腔體的 翻蓋結(jié)構(gòu)，其相對(duì)的兩側(cè)中的一側(cè)與聯(lián)合緣225連接在一起，另一側(cè)與聯(lián)合緣225之間設(shè)有 卡扣226,二者的連接處設(shè)有定位折痕227,定位折痕227用于使罩蓋223翻動(dòng)時(shí)均從同一 位置處彎折。當(dāng)罩蓋223松松遮蓋反應(yīng)器上腔壁221和連通管222時(shí)，可保持反應(yīng)器通氣 培養(yǎng)，當(dāng)罩蓋223緊緊扣蓋反應(yīng)器上腔壁221和連通管222時(shí)，罩蓋223另一邊與聯(lián)合緣的 卡扣226緊扣，罩蓋223與上腔壁221緊貼間隙閉合，封管部224封堵連通管222的管口， 可進(jìn)行厭氧培養(yǎng)或培養(yǎng)后反應(yīng)物的保存以防液體蒸發(fā)。
[0088] 上述各實(shí)施例中，本實(shí)用新型的一次性生物反應(yīng)器采用預(yù)先輻照滅菌，可即時(shí)一 次性使用，避免了清洗，消毒的麻煩和交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。
[〇〇89] 在一次性生物反應(yīng)器的其它實(shí)施例中，反應(yīng)器腔體還可以是由三片以上的腔壁經(jīng) 融合連接或粘合連接而成，當(dāng)四片以上腔壁時(shí)，每一片腔壁都不必為有曲面腔壁，反應(yīng)器腔 體的中空臂部可由多片腔壁拼接而成；另外，在其它的實(shí)施例中，反應(yīng)器的上、下腔壁還均 可以為軟膜腔壁，因?yàn)橹锌毡鄄康拇嬖?，即使是上、下腔壁均采用軟膜，在使用的過程中，不 需鼓氣，僅通過牽拉固定等手段也可以保持反應(yīng)器腔體內(nèi)的三維空間；另外，左、右腔壁也 可以采用一個(gè)為固形支持腔壁，另一個(gè)為軟膜腔壁或者都采用軟膜腔壁的形式；反應(yīng)器腔 體可以采用醫(yī)用乳膠膜，硅膠模等其它材質(zhì)。在上述實(shí)施例3、4中，上腔壁還可以采用平面 軟膜腔壁，此種情況下，由于聯(lián)合緣和下腔壁的支撐作用，上腔壁可自動(dòng)保持展開的狀態(tài)而 不會(huì)下墜，無需鼓氣和牽拉便可保持反應(yīng)器腔體內(nèi)的三維空間。
【權(quán)利要求】
1. 一次性生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器腔體和連通管，連通管位于反應(yīng)器腔體頂部，其特征 在于，所述反應(yīng)器腔體由兩片以上的腔壁經(jīng)融合連接或粘合連接而成并且具有交匯部和至 少一個(gè)通過交匯部與連通管交匯連通的中空臂部，所述中空臂部的末端封閉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述中空臂部水平設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器腔體有一個(gè)所述中 空臂部，連通管位于反應(yīng)器腔體頂部并且與中空臂部一起形成L形結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器腔體有兩個(gè)所述中 空臂部，連通管設(shè)于反應(yīng)器腔體頂部并且與中空臂部一起形成倒T字形結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器腔體有兩片所述腔 壁，兩片腔壁一上一下設(shè)置，位于上部的一個(gè)為上腔壁，另一個(gè)為下腔壁，上、下腔壁中至少 一片為有曲面腔壁。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述上、下腔壁中的一個(gè)為 可保持其固有形狀的固形支持腔壁，另一個(gè)為軟膜腔壁。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述固形支持腔壁由塑料 原料經(jīng)注塑成型或由塑料片材經(jīng)吸塑或吹塑成型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，軟膜腔壁由平面塑料膜構(gòu) 成或者是由平面塑料膜經(jīng)吸塑成型的可形變的軟膜泡構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，上、下腔壁均為所述有曲面 腔壁，所述固形支持腔壁為可插套疊置的疊摞式腔壁，軟膜腔壁為可折入固形支持腔壁內(nèi) 以使反應(yīng)器腔體能夠插套疊置的腔壁。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，上、下腔壁中的一個(gè)為所 述有曲面腔壁，另一個(gè)為平面腔壁。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，連通管與上腔壁為一體式 結(jié)構(gòu)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，連通管的外端口是在吸 塑成型后沖切而成，連通管的外端口處具有沖切留下的環(huán)繞外端口的加強(qiáng)環(huán)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述下腔壁為所述有曲面 腔壁，該生物反應(yīng)器還包括支持固定座，所述支持固定座上設(shè)有用于為下腔壁讓位的讓位 凹槽，讓位凹槽的槽口周邊設(shè)置有用于固定或牽拉反應(yīng)器腔體的固定結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求5-13任一項(xiàng)所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述上、下腔壁 的結(jié)合處具有向外圍延伸的用于支持和牽拉固定反應(yīng)器腔體的聯(lián)合緣。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器還包括罩蓋用 于封蓋反應(yīng)器腔體的上腔壁的罩蓋，罩蓋上設(shè)有用于封堵連通管的管口的封管部。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，所述罩蓋形成反應(yīng)器腔 體的翻蓋結(jié)構(gòu)，罩蓋的相對(duì)的兩側(cè)中的一側(cè)與聯(lián)合緣連接在一起，另一側(cè)與聯(lián)合緣之間設(shè) 有固定卡扣。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器腔體的腔壁上設(shè)置 有連通反應(yīng)器內(nèi)腔供液體和氣體進(jìn)出以及溶氧，二氧化碳，PH傳感器電極通過的管道，所 述連通反應(yīng)器內(nèi)腔的管道與所連接的腔壁為一體成型結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或17所述的一次性生物反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器 腔體由兩個(gè)所述腔壁融接或粘接而成，兩腔壁中的一個(gè)為前腔壁，另一個(gè)為后腔壁，前、后 腔壁的配合處設(shè)有聯(lián)合緣，反應(yīng)器腔體的中空臂部由前、后腔壁的相應(yīng)部位構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】C12M3/02GK203833944SQ201420102777
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月8日
【發(fā)明者】韓志強(qiáng), 童勝, 劉慧濤 申請(qǐng)人:鄭州威瑞生物技術(shù)有限公司