[发明专利]一种细胞培养用激流式生物反应器

说明书

本发明涉及细胞培养设备技术领域，且公开了一种细胞培养用激流式生物反应器，包括振动器，罐体和控制器，所述罐体安装在振动器的上方，所述振动器与控制器电性连接，所述罐体的内腔装有培养液，所述罐体的顶部安装有密封盖，所述振动器的外壁上设有用于混合培养液的竖向混合组件，所述密封盖的底面设有收集器。本发明通过在罐体内的培养液中放置流动液珠，并利用上下错位设置的下电磁体和上电磁体对流动液珠的吸引力而促使流动液珠在培养液内上下移动，使得流动液珠在重力、向心力以及磁作用力的下在呈圆滑的曲线型流动，配合流动液珠质软的特性，达到在避免增大对培养液剪切力的前提下提高对培养液上下混合的效果。

技术领域

本发明涉及细胞培养设备技术领域，具体为一种细胞培养用激流式生物反应器。

背景技术

激流式生物反应器基于无鼓泡式新型传氧机制，通过激流式振荡器机械摇动产生激流而使培养液反复冲刷细胞培养袋内表面的氧分子层，进而使氧分子迅速溶解于培养液中，以满足细胞正常生产和代谢的需求。激流式生物反应器，罐体底部为锥状与摇床面固定，反应器在工作时，随摇床的转动，反应器中的液体形成类似涡流柱，扩大了气液交换面积，并且大部分培养基都在罐内壁一侧，另一侧形成液膜，这种液膜能显著增加气液交换面积和氧传递率，反应器主体由罐体和摇床组成，罐体为细胞培养的容器，摇床为气体溶解提供搅拌的动力。

罐体内的培养液在流动过程中会产生气泡，因此需要向培养液中加入消泡剂，由于消泡剂不是溶解在体系中，而是分散在体系中，所以消泡剂在体系中的分散均匀度就显得至关重要。消泡剂的添加不当容易造成颗粒聚集，当颗粒聚集较大时，颗粒周围的培养液会出现较大的湍流，继而产生气泡。

制约动物细胞培养因素的其中之一就是生物反应器的混合效率，在生物反应器内，尤其是用于大规模细胞培养的生物反应器，其环境因素是极不均匀的。实验表明，细胞培养用激流式生物反应器内流场以水平运动剧烈，垂直方向上的交换比较缓慢，宏观上的对流扩散效果差，尤其是在培养液较多时，深度较大时，液体表面的溶氧，添加的营养物质，PH缓冲剂在垂直方向上的混合比较困难，现有技术中通过在生物反应器的内壁上添加一个不锈钢的螺旋轨道，虽然能够在一定程度上提高培养液上下混合，但是螺旋轨道的存在大大增加了对细胞的剪切力，因此也降低了细胞的存活率。

发明内容

针对背景技术中提出的现有激流式生物反应器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种细胞培养用激流式生物反应器，具备提高消泡剂混匀效果，提高消泡剂消泡能力以及提高培养液竖向的混合程度的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种细胞培养用激流式生物反应器，包括振动器，罐体和控制器，所述罐体安装在振动器的上方，所述振动器与控制器电性连接，所述罐体的内腔装有培养液，所述罐体的顶部安装有密封盖，所述振动器的外壁上设有用于混合培养液的竖向混合组件，所述密封盖的底面设有收集器，所述罐体的侧壁设有消泡装置。

优选的，所述竖向混合组件包括下电磁体、上电磁体和流动液珠，所述下电磁体和上电磁体分别安装在罐体的底面和密封盖的顶面，所述下电磁体和上电磁体相对于罐体的中轴线两侧分布，所述下电磁体和上电磁体与控制器电性连接，所述流动液珠分散于罐体内腔中的培养液内。

优选的，所述流动液珠包括外裹膜和内磁液体，所述内磁液体密封包裹在外裹膜的内部，所述外裹膜采用不透水软质膜，所述内磁液体为磁化液体。

优选的，所述消泡装置包括内槽、注液泵、通孔和单向膜，所述内槽开设于罐体一侧的内壁中，所述内槽的内腔通过注液泵连通有消泡剂存储箱，所述通孔开设于罐体的内壁中且位于内槽的一侧，所述单向膜覆盖于通孔的表面。

优选的，所述通孔与内槽连通，所述内槽与罐体的中轴线相平行，所述单向膜为单向导液膜，所述内槽的内腔间歇性填充消泡剂。