[发明专利]多轴机器人应用于细胞工厂制备生物制品的方法

摘要

一种多轴机器人应用于细胞工厂制备生物制品的方法，解决现有技术存在的需要大量人工操作，恒温室环境难以控制，不利于培养物的生长和扩增，生产成本高的问题。通过恒温室内若干组依次呈扇形布置的培养架，以及恒温室和操作室之间观察窗上设置的手臂操作口和管路连接口，来配合多轴机器人实现对具有特殊结构的细胞工厂框架的抓取，移动和翻转晃动等操作，以替代采用人工和其他固定式设备的操作工艺。该方法对细胞工厂进行了集中培养、集中操作，操作不用人工推动，且不需要离开恒温室，故培养环境易于控制、培养物温度变化小，利于规模化高效生产，产品一致性好，污染率低，并能够节约整体运行成本。

主权项

1.一种多轴机器人应用于细胞工厂制备生物制品的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、在恒温室（1）内设置若干组依次呈扇形布置的培养架（2），培养架（2）上分别设置有细胞工厂框架（3），各细胞工厂框架（3）内放置有细胞工厂（19）；在若干组扇形布置的培养架（2）的中间位置设置多轴机械手臂（4）；恒温室（1）一侧的侧壁上设置有观察窗（9），观察窗（9）上分别设置有手臂操作口（10）和管路连接口（8）；观察窗（9）的侧部设置有细胞工厂输送口（6），以利用输送推车（7）将装有细胞工厂（19）的细胞工厂框架（3）经由外侧的操作室（5）、传送入恒温室（1）内；步骤二、通过控制器控制多轴机械手臂（4）动作，以利用多轴机械手臂（4）前端机械手腕（14）处安装的框架抓手（15），将细胞工厂框架（3）从培养架（2）上相应的固定位点，抓取移动到恒温室（1）内部、靠近观察窗（9）一侧的操作位点（12）处；通过观察窗（9）上的手臂操作口（10），将输液管路分别固定连接在细胞工厂框架（3）内的各个细胞工厂（19）上；然后，再将固定在操作位点（12）处的各细胞工厂（19）上的输液管路，从管路连接口（8）传递到外侧的操作室（5）内，并将管路与操作室（5）内的细胞混悬液储液罐相连；步骤三、输液管路连接好之后，驱动多轴机械手臂（4），进而带动框架抓手（15）上的细胞工厂框架（3）旋转至加液角度，之后，通过蠕动泵将细胞混悬液储液罐内的细胞混悬液加入至细胞工厂（19）中；再利用机械手腕（14）的旋转和往复运动，来轻微摇晃细胞工厂框架（3）、以使细胞混悬液平均分布到细胞工厂（19）的每一层；然后，断开输液管路，控制多轴机械手臂（4）将操作位点（12）处的细胞工厂框架（3）放回到原培养架（2）的固定位点，进行培养；步骤四、当细胞工厂（19）内的细胞培养满足工艺要求后，再次利用多轴机械手臂（4），将细胞工厂框架（3）从培养架（2）上相应的固定位点，抓取移动到恒温室（1）内部的操作位点（12）处；通过观察窗（9）上的手臂操作口（10），将输液管路分别固定连接在细胞工厂框架（3）上的各个细胞工厂（19）上，再将管路与操作室（5）内的废液罐相连；然后，驱动多轴机械手臂（4）前端的机械手腕（14）旋转，以带动细胞工厂框架（3）旋转至排液角度，之后，利用蠕动泵将细胞工厂（19）内的废液排出到废液罐中；步骤五、细胞工厂（19）内的废液排出后，连接细胞工厂（19）与胰酶储液罐，然后，驱动多轴机械手臂（4）前端的机械手腕（14）旋转、带动细胞工厂框架（3）旋转至加液角度，并通过蠕动泵将胰酶加入至细胞工厂（19）中；之后，将细胞工厂（19）调整至水平状态，以使胰酶充分润洗细胞表面；随后，将输液管路与废液罐相连，再把细胞工厂框架（3）旋转至排液角度，从而将胰酶排入到废液罐中；步骤六、静置数分钟消化后，将输液管路与培养基储液罐相连，之后，细胞工厂框架（3）旋转至加液角度，并通过蠕动泵将培养基加入至细胞工厂（19）中；然后，再利用机械手腕（14）的往复转动，来轻微摇晃细胞工厂框架（3）、使细胞混悬；步骤七、将与细胞工厂（19）相连的输液管路与收获罐相连，驱动多轴机械手臂（4）前端的机械手腕（14）旋转，以带动细胞工厂框架（3）旋转至排液角度，使用蠕动泵将细胞混悬液排出到收获罐中，以获得细胞收获液。