[实用新型]一种气动自循环动物细胞培养生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动物细胞培养装置，尤其是涉及一种气动自循环动物细胞培养生物反应器。

背景技术

生物反应器，指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。生物反应器的结构、操作方式和操作条件的选定对生物化工产品的质量、收率（转化率）和能耗有密切关系。随着生物技术的不断发展,大规模动物细胞生物反应器培养技术正逐步取代玻璃瓶静置培养和旋转培养技术,因为它能及时地给所培养对象提供最佳的生存环境，从而最高效率的提高产品的产量和质量，应该说这是动物细胞培养史上的一次质的飞跃,也是生物制药技术的重大突破,它不仅简化了工艺,更重要的是它可以生产出高质量的产品,目前市场上有很多种生物反应器,包括国产的和进口的，各有优势和缺陷，有的甚至存在不可避免的硬伤，从而限制了它优势的最大发挥。

中国实用新型专利名称为外循环动物细胞培养生物反应器（申请号CN201010242025.4），公开了一种生物反应器包括罐体及外循环管路、加热器、蠕动泵和控制系统，所述罐体包括大罐和小罐，小罐套置于大罐的内部，并分别通过管道D、A、G与大罐卡套固定，外循环管路包括罐外循环管路、罐体外上部通过三通与罐外循环管路相连接的管道A和管道B、罐体外下部通过三通与罐外循环管路相连接的管道E和管道D；罐外循环管路穿过蠕动泵；管道D在其最低位连接排污管，具有灭菌彻底，操作简单，细胞培养污染率低的显著特点，但是存在以下缺点：1）设计原理：通过外接循环泵使大罐的液体流经小罐细胞再回到大罐，由于液体永远是优先从阻力最小的地方流通，及在气液系统中存在的“沟流现象”，这样就会形成细胞生长局部死角，造成局部细胞凋亡，影响产品收率；2）循环动力：利用外接循环泵循环，对培养或产物有较大剪切力，不利于后续进一步应用； 3）搅拌方式：通过外接循环泵将液体输送回大罐时的切向冲力带动大罐液体转动来混合，这样会造成大罐内上下以及两侧液体混合不均匀；4）通气模式：直接深层通气，气泡很多很大，对目标物有剪切力，通气量很大，而且往往还不能保证溶氧，而在缺氧状态下，乳酸增多，这样就要消耗大量碳酸氢钠，液体的pH往往还控制不住，只能靠加入大量的碱性液体控制，液体的渗透压会很高，从而影响到产品的质量；5）结构设计：管路纵多，整体结构设计复杂，利用外接循环泵循环，这种循环模式下，各管路在长时间工作状态下，产生疲劳应力，从而会影响单位时间流通量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液体充分混合均匀的质量好、收率高从而有效保证培养效果的结构简单，操作简便的气动自循环动物细胞培养生物反应器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种气动自循环动物细胞培养生物反应器，包括大罐、小罐、磁力搅拌系统、加热系统和控制系统，

所述的大罐的上端设置有密封盖，所述的密封盖上设置有进液口和排液口，所述的大罐的两侧设置有夹套，所述的夹套与所述的加热系统连接，所述的大罐内上部设置有大罐最高液位传感器；

所述的小罐设置在所述的大罐内且靠近所述的密封盖，所述的小罐的上端设置有封头且其下端设置有与所述的大罐相通的开口，所述的封头与所述的密封盖通过通气管密封固定连接，所述的通气管的上端穿出所述的密封盖且分别连接有真空抽气泵和空气压缩泵，所述的通气管的下端穿出所述的封头进入所述的小罐内，所述的小罐的中部水平设置有上下两个不锈钢网板，两个所述的不锈钢网板与所述的小罐的内壁围成用于放置细胞载体的腔体，所述的小罐内位于所述的腔体的上方设置有小罐上液位传感器，所述的小罐内位于所述的腔体的下方设置有小罐下液位传感器；

所述的磁力搅拌系统设置在所述的大罐的底部，用于混匀所述的大罐内的细胞培养液；

所述的控制系统用于监测和控制大罐和小罐内培养液的溶氧量，pH值、温度、液位高度、进液量和排液量并根据预先设定时间控制所述的真空抽气泵和所述的空气压缩泵交替运行，以及控制与所述的进液口连接的进液泵的启闭、控制与所述的排液口连接的排液泵的启闭。

所述的磁力搅拌系统包括位于所述的大罐外的带电子称的磁力搅拌器和位于所述的大罐内的磁力搅拌棒，所述的磁力搅拌器内设置有用于带动所述的磁力搅拌棒转动的磁力搅拌电机。

所述的磁力搅拌棒通过陶瓷轴承固定在所述的大罐的底部中央的钢柱上。使磁力搅拌棒转动时不与大罐底部产生摩擦，并且陶瓷轴承没有溶出物。