[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

说明书

本发明公开了一种动物细胞中空纤维培养系统及其细胞培养方法，该系统包括中空纤维筒，储液系统、循环系统(内循环系统与外循环系统)和检测控制系统；中空纤维筒通过内循环系统进行培养基循环；外循环系统用于细胞接种与细胞消化，通过外循环系统中蠕动泵的循环实现细胞在中空纤维间的均一分布，提高细胞接种均匀性。建立类似于体内生长的条件，培养效果较好。采用“交替式正压循环系统(方式)”保障了中孔纤维内外系统营养成分的交替置换，同样避免了中空纤维的堵塞和营养液死体积无法置换的问题。同时该系统为封闭式设计，生物安全性较好，可以在培养过程中的有效控制pH、溶氧和温度，适用于疫苗及抗体生产的动物细胞培养。

技术领域

本发明涉及动物细胞培养技术领域，具体涉及一种适用于疫苗及抗体生产的动物细胞中空纤维培养系统及其细胞培养方法。

背景技术

常用的细胞培养方式分为贴壁培养和悬浮培养，对于悬浮细胞培养，利用生物反应器的规模放大可实现悬浮细胞的放大培养，但当无合适的悬浮细胞系时，贴壁细胞培养也是疫苗生产和抗体生产的主要方式。常使用的工业化细胞贴壁培养方式有转瓶培养和固定床反应器培养，转瓶培养由于其操作复杂、批次间差异大、容易染菌等风险，目前已经不再批准用于生物医药的生产，而用于贴壁细胞培养的固定床生物反应器需要装填不同形式的片状载体进行培养，存在占用空间大，细胞密度低，细胞分布均一性较差等问题难以实现放大培养。

发明内容

本发明针对细胞贴壁培养时由于细胞密度低，细胞分布均一性较差等问题导致的难以实现放大培养的问题，设计了一种中空纤维培养系统，用于动物细胞贴壁培养。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种动物细胞中空纤维培养系统，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；内循环系统用于培养基循环；外循环系统用于细胞接种与细胞消化，可通过三通鲁尔接头连接针管，将种子细胞接种至外循环系统，通过外循环系统中蠕动泵的循环实现细胞在中空纤维间的均一分布，提高细胞接种均匀性。

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，纤维管内空间内为培养基，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筒和与其连通的筒盖，纤维管外空间包括中空纤维管与外筒之间的空间；外筒的材质可以为(但不限于)PP或PE等食品医药级材质的塑料。

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；其中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。

进一步的，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；优选的，预留接口的可以设置为3个。

进一步的，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。

进一步的，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 电极设置于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。