[发明专利]一种动物细胞中空纤维培养系统及其细胞培养方法

权利要求书

1.一种动物细胞中空纤维培养装置，包括中空纤维筒，储液系统和循环系统，循环系统包括中空纤维筒纤维管内循环系统和中空纤维筒纤维管外循环系统，其特征在于：

中空纤维筒包括中空纤维管及其筒盖和外筒；中空纤维管设置在外筒内，筒盖设置在外筒的两端；中空纤维筒包括纤维管内空间和纤维管外空间，纤维管内空间内进行培养基循环，纤维管外空间接种所培养的细胞；纤维管内空间包括中空纤维管内空间和与其连通的筒盖，纤维管外空间包括中空纤维管与外筒之间的空间；

储液系统包括储液瓶，新鲜培养基瓶和收获瓶；新鲜培养基瓶通过硅胶管和蠕动泵与储液瓶连通，储液瓶通过硅胶管和蠕动泵与收获瓶连接；

循环系统包括中空纤维筒纤维管内循环系统和中空纤维筒纤维管外循环系统；其中内循环系统具体为纤维管内空间的筒盖通过硅胶管和蠕动泵与储液瓶的连通，储液瓶内的培养基通过内循环系统在纤维管内空间内循环；外循环系统为中空纤维筒纤维管外空间第一接口和中空纤维筒纤维管外空间第二接口通过硅胶管和蠕动泵连接；

该系统还包括有检测控制系统，所述检测控制系统用于检测并调节储液瓶内的pH、溶氧值和温度，以使培养基处于设定的pH、溶氧和温度；

检测镜头通过观察镜头座安装在外筒上，外筒的对应位置上设置有透明视窗，通过检测镜头实现对细胞生长状态的在线观察；

外循环系统的硅胶管上设置有三通鲁尔接头，三通鲁尔接头与注射器相连进行细胞接种；

储液瓶中培养基循环一定时间后，控制系统控制蠕动泵将部分储液瓶中的培养基抽至收获瓶中，之后再将部分新鲜培养基瓶中的新鲜培养基加入储液瓶中；

中空纤维筒设置于第一支架和第二支架上，第一支架和第二支架均设置在带有阶梯的底座上，第一支架的高度高于第二支架，从而可以使得中空纤维筒成一定角度的倾斜设置在第一支架和第二支架上；

第一支架通过支架运动执行器进行高度伸缩调整，实现中空纤维筒的整体摆动；

先检测控制系统启动内循环系统，储液瓶内的培养基通过内循环系统在纤维管内空间内循环；内循环系统工作一段时间后，关闭内循环系统；将含有种子细胞的注射器与三通鲁尔接头相连进行细胞接种，接种后，启动外循环系统，

在外循环系统的作用下，细胞在中空纤维管外均一贴壁生长，中空纤维外部细胞消耗后的培养基、代谢废物以及生产的抗体或病毒透过中空纤维进入内循环系统；

待细胞贴附后启动内循环系统，储液瓶内的培养基通过内循环系统在纤维管内空间内循环，促使营养液与中空纤维外细胞消耗后的废液进行交换；内循环系统工作若干时间后，内循环系统停止工作，再次外循环系统启动，如此进行多个交替循环；

在整个进程中，检测控制系统检测并调节储液瓶内的pH、溶氧值和温度，以使培养基处于设定的pH、溶氧和温度，通过检测镜头实现对细胞生长状态的在线观察；

检测控制系统通过控制系统使支架使中空纤维筒支架上下摆动，促进细胞贴壁的均一性，储液瓶中培养基循环一定时间后，检测控制系统控制蠕动泵将部分储液瓶中的培养基抽至收获瓶中，之后再将部分新鲜培养基瓶中的新鲜培养基加入储液瓶中。

2.如权利要求1所述的动物细胞中空纤维培养装置，其特征在于，储液瓶上设有用于流加碱液的碱液进口，用于培养过程中取样分析的预留接口，进气口、排气口、纤维管内循环接口，溶氧电极接口，pH电极接口和新鲜培养基瓶连接接口，其中进气口与气泵相连。

3.如权利要求1所述的动物细胞中空纤维培养装置，其特征在于，检测控制系统包括pH、温度控制模块，所述pH、温度控制模块由pH电极、pH执行器模块和温度执行模块组成，pH电极包括pH检测探头和温度检测探头，pH执行器模块由二氧化碳控制模块和碳酸氢钠控制模块组成，pH电极安装于pH电极接口处，当pH电极的pH检测探头检测到pH高于设定值时，二氧化碳控制模块加大二氧化碳通气量，pH低于设定值时，连接有碳酸氢钠的碳酸氢钠控制模块启动，加入适量的碱液，当pH电极的温度检测探头检测到温度低于设定温度时，温度执行模块启动，将储液瓶升温至设定温度。

4.如权利要求3所述的动物细胞中空纤维培养装置，其特征在于，检测控制系统包括溶氧控制模块，所述溶氧控制模块由溶氧电极和溶氧执行器模块组成，溶氧电极安装于溶氧电极接口处，溶氧执行器模块通过控制空气/氧气的流量来实现DO控制。

5.如权利要求1所述的动物细胞中空纤维培养装置，其特征在于，所述中空纤维筒通过多个中空纤维管的串联实现培养规模的放大。