CN101541946A - 体积可变化的生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种体积可变化的生物反应器，其包括一刚性核心体，用以连接一光源，一可伸缩的外腔体，容置该刚性核心体于中央位置，一底部，连接一进口端与一出口端，该进口端用于供应培养基，以及一顶盖，包含一开口，该开口用以容纳该刚性核心体，其中，当该外腔体内的细胞生物材料生长增殖时，该外腔体可随之伸展。

Description

体积可变化的生物反应器

技术领域

本发明涉及一种生物反应器，特别是涉及一种低成本与可重复使用的体积可变化的生物反应器。

背景技术

目前，生物反应器被视为一种较理想炼油工业原料技术解决方案；同时，生物反应器也被应用于移除工业废弃所产生的二氧化碳。然而，因为生物反应器的建构和维护上地高成本，与其移除反应器内废弃产物的一定困难度，所以生物反应器并未成功地应用于实际操作上。

生物反应器分解水中的污染物，其可分为附着型或悬浮型等两类生物系统。悬浮型生物系统，例如活性污泥法(activated sludge)、流体化床结晶(fluidized beds)或批式活性污泥法(sequencing batch reactors)，其主要都是水中的污染物在曝气池循环过程当中，好氧性的微生物族群会分解水中的有机物并产生形成二氧化碳、水和新细胞，这些新细胞最终会形成污泥，并在沉淀池沉降而在曝气池回收或吸附。附着型生物系统，例如固定膜式法(fixed film bioreactors)、旋转生物圆盘法(rotatingbiological contactors)或滴滤法(trickling filters)，其是为利用微生物附着于惰性介质上的代谢作用来分解废水。

有关上述两类生物系统的设备，在细胞培育过程中采用一体积可变化的技艺已被描述，且目前发展的困难点为限制阻碍其应用。目前，针对细胞生长所用的袋状培养室已被发表，其中心概念为一可允许体积变化的培养室，例如，美国专利号第5,686,304和5,714,384，然而，这些似袋状的培养室所采用的弹性墙体，并不能提供一严密的体积控制量，也不能提供一刚性表面用做细胞培养，亦不能提供一良好定义的几何边界用以定义灌注量(例如，贴壁细胞的流体力学剪应力)。一般说来，可变腔体的设计存在一些先天的限制，如美国专利号第6,152,163所述。同样地，美国专利号第5,707,868也描述一种使用活塞型设计做为一个可变容积的细胞培养室。这类型的设计，概念相似于其他以活塞为基础并使用于生物技术的应用，例如，美国专利号第5,143,847、6,007,472和6,290,910，其复杂的机械设计而不适用于大尺寸、表面平整的粘附单层分子膜。

有鉴于现有习知的技艺的各项问题，为了能够兼顾解决之，本发明人基于多年研究开发与诸多实务经验，提出一种体积可变化的生物反应器，其具有低价位与可重复使用的优点，以作为改善上述缺点的实现方式与依据。

发明内容

本发明的目的就是在于提供一种体积可变化的生物反应器，以解决上述现有习知的问题并提供消费者一个更有用的或更具经济效益的选择。

有鉴于此，本发明的一目的是提出一种体积可变化的生物反应器，其包括一刚性核心体，用以连接一光源；一可伸缩的外腔体，容置该刚性核心体于中央位置；一底部，连接一进口端与一出口端，该进口端用于供应培养基；以及一顶盖，包含一开口，开口用以容纳刚性核心体，其中，当外腔体内的细胞生物材料生长增殖时，该外腔体可随之伸展。

此外，本发明更提出一种装置，用以培养固态粒子型式的细胞生物材料，该固态粒子放置于液体培养基表面，使细胞生物材料的体积密度与培养基的体积的关系大致为一比例常数。

目前发现，本发明具有一优点在于进行细胞培养时，在体积密度的比例常数关系可用以修正胚胎的发展，或可通过增加培养范围的体积而降低其密度，部分是因会释放某些化合物的胚胎成熟过程中，所以，这些化合物有可能会对其成熟程度有刺激或抑制影响。

本发明的生物反应器可适用于任何使用，但它们更适合用于产生二氧化碳、隔离生物材料、甲烷消化、燃料或水生产，任何生物材料或生物培养基均可被使用。

本发明的生物反应器可为任何形状，较佳为一圆柱形状。本发明的生物反应器的组成部份，将与一中央轴线为轴心，因此，生物反应器较佳为一垂直方向组成，其他方向亦可。当生物反应器为一垂直方向组成时，增殖的生物材料会迫使该可伸缩的外腔体向上伸展。

本发明的生物反应器可包括一液体培养基。此时，生物材料通常会在被称为″固态粒子(solid particles)″，仅用以区分它们与液体培养基的差别。

本发明的生物反应器可取根据其应用别而有不同大小，生物反应器大小较佳高度介于1到10米、总高度(或长度)约为2米、直径为20厘米至5米的配置，当中其直径较佳介于20厘米至1米。

本发明的生物反应器还包括一个刚性核心体，用以连接一光源。上述的刚性核心体为一垂直方向组成，该核心体较佳为一个中空圆柱管。

上述核心体较佳为一半透明的塑料，如半透明聚氯乙烯(PVC)，但也可为其他材料，如：强化玻璃，亦可使用。较佳地是，其核心体的高度较宽度长，因此，外腔体可以是最大限度扩张。

其核心体较佳是由间接固定架垂直固定。且固定架较佳地是附着在核心体的上方。介于核心体和固定架之间的附着物较佳地是具有可移除性，例如，可方便改变或修复光源。

刚性核心体由相邻的底部向上延伸。其核心体具有一封闭底部、而核心体的顶端具有一开口。

核心体较佳地是提供一个附着体于其底端，通常置于核心体封闭底部的表面。

核心体的尺寸可以有所更动，举例来说，对一个6米高的生物反应器，其核心体的直径最好大约10厘米。相对地，若使用一光纤光源时，核心体的直径可低至5至10毫米。

连接该刚性核心体的该光源较佳为一可操控以提供某一特定波长或波段的光，为提供生物材料生长的最佳条件。任何光源均可适用，例如：荧光或光纤阵列。

本发明的生物反应器包含一可伸缩的外腔体，可伸缩的外腔体，容置该刚性核心体于中央位置，可伸缩的外壁包括一外墙与一内墙，该外墙由中心向外设置，其该外腔体介于该外墙与内墙之间。

较佳地是，内墙可透光，且为一蛇腹式结构(concertina-like)以允许该腔体的长度伸展。外墙不透光，且为一蛇腹式结构以允许腔体的长度伸展。

每一蛇腹式结构的内外墙，其组成较佳为一弹性材料，并具有多个褶皱线，用以使该内外墙伸展而使该腔体膨胀与收缩。部分墙体位于褶皱线之间并保持大幅平面形状，并在压力下抵御墙体的形变或膨胀。褶皱线为本发明的主要功能性成分之一，使本发明的腔体可膨胀和收缩。

墙的组成材料较佳为一塑料，以适应每一种类的需求。

内墙具有一个封闭的底端，内墙的顶部可与一顶盖相连接，因此可使该内墙跟据该顶盖上下移动，顶盖的顶部或顶端具有一外螺纹部。

内外墙通常会针对生物材料的生长，通过物质和/或物理特性去调整，以提供最佳的表面状况。

内墙更佳是包含一附着体，用以依附该刚性核心体，故在需要的情况下，两者可同时从外墙内被移出。

本发明的生物反应器包括一底部，连接一进口端与一出口端，该进口端用于供应培养基。底部可以为一底帽，用以支持该生物反应器的其他构件，一般而言，底部连接于该腔体的外墙，并特别焊接于该处外墙的外表面处。

底部一般是按尺寸量测以制订该可膨胀反应器的大小。

上述进口端与上述出口端，用以与容置腔体作流体输通，上述进口管与上述出口管可选择性操作且阀组件通常会彼此适用，该进口管与该出口管彼此为水平放置，且该进口管的直径小于该出口管。

本发明的生物反应器，包括一顶盖，该顶盖包含一开口用以让刚性核心体通过，顶盖与底部较佳地用相似方式与外墙连接，顶盖通常以一种类似之前使用于底部组成的材料，即一金属或一塑料材料。

顶盖通常与腔体的内墙连接。顶盖用于该刚性核心体的开口位位于第二开口的中心，用做为压力阀。第二开口通常用一可移动的附着物，供压力阀使用。

中央开口位有一相关的轴环(collar)用以连接腔体的内壁。较佳地，轴环为一环形状，用以容纳该刚性核心体，然后在伸长至顶端的中央开口，该顶端尺寸为一适当尺寸，可容纳核心体和轴环。

轴环具有一外轴环座，用以让该轴环可设置且连结顶盖。在轴环上，其具有一O形圈密封或其他密封方式于一内部座槽中，用以形成该刚性核心体表面的流体密封。轴环的底部亦有内螺旋部与腔体内墙的外螺旋部连接而密封。

在另一实施例，该腔体位于该外墙与该光源之间，其间并无内墙存在，根据此结构，其可移动式顶盖(通常是上顶盖)有一密封垫圈，连接于底端的开口处，较佳地是，该密封垫圈可接收该光源，并根据该光源上下移动，同时该上下反应的动作可同时保持该光源在一干净环境。

使用生物反应器时，生物材料最初被置于生物反应器的腔体中，同时生物培养基也被置入，并控制其环境条件于最佳状态，当材料生长时，腔体也会随之扩大，待其成熟时，该刚性核心体、该内墙与该成熟的材料可同时被移走，因此该腔体可在此时予以清洁并回复至原状供下次使用；或者，仅单纯移走该成熟材料，并在放入新的培养基，此时会有一些残余的成熟材料可提供新的批次作为起始生物材料这些残余的成熟材料通常残留在该腔体的蛇腹式结构的内外墙缝之间。

本发明的一实施例的外墙，可藉由一个或一个以上加固构件(reinforcement members)来支撑。加固构件可与一可挠性材料的外墙做用，用以维持外墙形状的。

各式各样的加固构件均可被使用。举例来说，根据一实施例，多个环状或环状加固构件可被提供，其是介于外墙与一支持构件之间；加固构件也可以在外墙的内部或外部。

若加固构件可以提供在该生物反应器的内部，该加固构件可被置于外墙处，使其可以膨胀，若加固构件可以提供在该生物反应器的外部，该环形构件通常被置于外墙与外膨胀间之处。

本发明的另一实施例，一螺旋状的加固构件可在外墙的之间或外处，提供螺旋状的加固构件时，其优点为当外墙伸展时其可支撑该外墙，反之，当外墙被压缩时，螺旋状的加固构件亦可自我对位。

本发明的另一实施例，加固构件可为外墙的一部分，这时，外墙的厚度会因加固构件的存在而增加，一般说来，该加固构件可以使外墙自动膨胀，根据此实施例，该外墙可制作于一特定厚度，而当其被伸展时，加固构件与该外墙点缀连接处的厚度可变薄。

根据本发明的另一实施例，多个生物反应器，可安装在一个基材上。基材可能为一个固定组装或一可携式组装。

基材上有一热导管与一生物材料的进口端与出口端，其均与生物反应器适当连接，其每一生物反应器可以通过基材安装连接至该基材，也通过基材安装连接至该生物反应器，其基材安装与生物反应器的连接方式可为一夹器。

最佳地，其基材是一个结构性的组成，可以用一举起方式被拆除，例如铲车。较佳地，该基材将最好能提供一个生物材料的进口端与出口端，并通过适当的连接与该生物反应器连结而置于基材上，较佳地是，基材最好包括一个管道，用以输入与输出一加热培养基，并通过该导管沟通其他生物反应器。

基材较佳的配置为多个基材彼此连接，因此一模块化组装与加热进口管、加热出口管、生物材料进口端与该出口端与该基材彼此连接。这将允许一个单泵装置输入加热介质以通过基材，而另一个单泵装置可输入生物材料以通过基材。最佳地，生物材料导线管和热导管为共同管道。该进口端和出口端，最好有一使用阀装置的开关相连接。

本发明是特别适合使用食盐水或被盐水浸泡的细菌。

使用适当的细菌，本发明发现，单一的生物反应器其最高度约2米，直径约30厘米，可在24小时内吸纳2.75公斤的二氧化碳。

根据本发明的另一种实施例，可能会有一个第二腔体存在于第一生物反应器的周围。第二腔体通常可为一个处理装置，或另一个生物反应器。本发明的此实施例，是最适用于采用便携式或移动式处理设备，特别是排放废气的设备。

根据本发明的另一种实施例，第二腔体可以是一第二生物反应器用以处理污染物来料，该污染物可以为与第一生物反应器相同或不同的污染物。第二腔体的进口管位在于一第二腔体的较低位置，而第二腔体的上方区域含有一出口端用以连接第一生物反应器的进口端。

第一生物反应器与第二生物反应器腔体通常通过一刚性分离墙分开，该刚性分离墙置于一与根据本明的一实施例的出口端中心，并与该光源同一轴心。

第一与第二生物反应器的体积均可变化，亦或只有内层的生物反应器的体积可变化。培养基和生长介质通常会被提供于分离墙和第二腔体间。氧气供应装置也可提供在一个较低的部分的第二生物反应器。

附图说明

图1是为本发明的体积可变化的生物反应器的一侧面伸展示意图。

图2是为本发明的体积可变化的生物反应器的一侧面压缩示意图。

图3是为本发明的体积可变化的生物反应器上半部的剖视图。

图4为本发明的一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图5为本发明的另一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图6为本发明的另一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图7为本发明的另一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图8为本发明的另一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图9为本发明的另一较佳实施例的一腔体的剖视图。

图10为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图11为图10的基材与腔体连接的侧面示意图。

图12为本发明的第一较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图13为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图14为图13的基材与腔体连接的侧面示意图。

图15为本发明的第一较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图16为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图17为图16的基材与腔体连接的侧面示意图。

图18为本发明的第二较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图19为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图20为图19的基材与腔体连接的侧面示意图。

图21为本发明的第二较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图22为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图23为图22的基材与腔体连接的侧面示意图。

图24为本发明的第三较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图25为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图26为图25的基材与腔体连接的侧面示意图。

图27为本发明的第三较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图28为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图29为图28的基材与腔体连接的侧面示意图。

图30为本发明的第四较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图31为本发明的一较佳实施例的含有4个生物反应器群集的基材的顶视图。

图32为本发明的第四较佳实施例的腔体的剖视图。

图33为图32的基材与腔体连接的侧面示意图。

图34为本发明的第四较佳实施例的含有生物反应器群集的侧面伸展剖视图。

图35为本发明的一较佳实施例的生物反应器为部份伸展状态与外部第二生物反应器连接时的侧面伸展剖视图。

图36为本发明的一较佳实施例的生物反应器为全面伸展状态时与外部第二生物反应器连接时的侧面伸展剖视图。

10：生物反应器                11：刚性核心体

12：光源                      13：底端

14：进口端                    15：出口端

16：顶盖                      17：开口

18：间接固定支架              19：附着体

20：外墙                      21：内墙

22：褶皱线                    23：部分墙体

24：第二开口                  25：压力阀

26：轴环                      27：O形圈密封

28：环状或环状加固构件        29：生物材料进口端

30：生物材料出口端            31：基材构件

32：模块化组装与加热进口管    33：模块化组装与加热出口管

34：热导管                    35：夹紧环

36：基材        37：第二腔体

38：进口端      39：出口端；

40：刚性隔板    41：出口端。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的体积可变化的生物反应器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本发明的体积可变化的生物反应器10，其包含一刚性核心体11，是用以连接一光源12；一可伸缩的外腔体，容置该刚性核心体11于中央位置；一底部13，连接一进口端14与一出口端15，该进口端14用于供应培养基；以及一顶盖16，包含一开口17，该开口17用以容纳该刚性核心体11。

本发明的刚性核心体11的伸展方向为一垂直方向，该核心体11为一中空圆柱状。本发明的刚性核心体11的伸展方向为一半透明的塑料，如半透明聚氯乙烯(PVC)。请参阅图1所示，刚性核心体11的高度较宽度长，因此，外腔体可以是最大限度扩张。

本发明的刚性核心体11一个支架或间接固定支架18直固定。间接固定支架18是最好在刚性核心体11的上方，刚性核心体11由相邻的底部13向上延伸。其核心体具有一封闭底部、其核心体的顶端具有一开口。。

刚性核心体11是较好提供一个附着体19于其刚性核心体11封闭底部的表面。

连接该刚性核心体11的该光源12可为一可控制光源，用以提供生物材料生长的最佳条件。根据本发明的一实施例，该光源可为一覆盖外腔体的荧光。

本发明的生物反应器包含一可伸缩的外腔体，可伸缩的外腔体，是容置该刚性核心体于中央位置，可伸缩的外壁包括一外墙20与一内墙21，其该外腔体介于该外墙20与内墙21之间。内墙21介于该刚性核心体11与外墙20之间。

内墙21可透光，且为一蛇腹式结构以允许该腔体长度的伸展。外墙20为不透光状的且为一蛇腹式结构以允许该腔体的长度伸展。

每一蛇腹式结构的内外墙，为一弹性材料，并具有多个褶皱线22，用以使该内外墙伸展而使该腔体膨胀与收缩。部分墙体23位于褶皱线22之间并保持大幅平面形状，并在压力下抵御墙体的形变或膨胀。褶皱线22为本发明的主要功能性成分之一，使腔体膨胀和收缩。

提供一个封闭的底端于内墙21，请参阅图3所示，内墙21的顶端可与一顶盖16相连接，因此可使该内墙21根据该顶盖16上下移动，内墙21的顶部的具有一外螺纹部。

内墙21还提供了一个附着体19，用以依附到该刚性核心体11，若有需求时，两者都可以从外墙20移走。

底部13依附在腔体的外墙20而封置在开处。底部13一般按尺寸量测以制订该可膨胀反应器的大小，如图1的生物反应器的下半部。

进口管14和出口管15，用以流体输通。进口管14与该出口管15为彼此水平放置，且该进口管14的直径小于该出口管15。

顶盖16依附在外墙20为用一类似底部13的依附方法。

顶盖16通常与腔体的内墙21连接。顶盖16用于该刚性核心体11的开口17位位于第二开口24的中心，用做为压力阀25。第二开口24通常以螺纹固定并提供一可移动的附着物，供压力阀25使用。

中央开口17位有一相关的轴环26用以连接腔体的内壁21。轴环26为一环形状，用以容纳该刚性核心体11，然后再伸长至顶端16的中央开口17，该顶端尺寸为一适当尺寸，可容纳刚性核心体11和轴环26。

轴环26具有一外轴环座，用以让轴环26放置及连结顶盖16上。于轴环26上具有一O形圈密封装置(O-ring sealing means)27，其有一内部座槽可形成该刚性核心体11表面的流体密封。轴环26的底部亦有内螺旋部与腔体内墙21的外螺旋部连接而密封。

各式各样的加固构件28均可被使用，请参阅图4至图9所示。举例来说，根据图4与图5，多个环状或环状加固构件28置于该外壁20的上方与一支持该外壁20的构件之间。。

加固构件28可以位于在该外墙的内部或外部，请参阅图8所示，若加固构件28可以提供在该生物反应器的内部，该加固构件可被置于外墙20处，使其可以膨胀，如图4，若加固构件28可以提供在该外墙20的外部，该环形构件被置于外墙28与外膨胀间之处。

请参阅图6与图7所示，螺旋状的加固构件28可以提供予在外墙20。

请参阅如图9所示的一实施例，加固构件28可为外墙20的一部分，这时，外墙20的厚度会因加固构件28的存在而增加，一般说来，该加固构件28可以使外强自动膨胀，根据此实施例，该外墙20可制作于一特定厚度，而当其被伸展时，加固构件28与该外墙点缀连接处的厚度可变薄。

请参阅图10至图34所示，多个生物反应器10，可安装在一个基材36上。基材36上含有一热导管34与一生物材料的进口端29与出口端30，其均与生物反应器10适当连接，其每一生物反应器10可以通过基材构件31连接至该基材36，也通过基材构件31连接至该生物反应器10的外墙20，其基材构件31与生物反应器10的连接方式可为一夹紧环35。

基材最好包括一个热导管34，用以输入32与输出33一加热培养基，并通过该管道与沟通每一种生物反应器10。

基材较佳的配置为多个基材36彼此连接，其为至少有一基材置于另一基材旁边，因此一模块化组装与加热进口管32一模块化组装与加热出口管33、生物材料进口端29与该出口端30与该基材36彼此连接。这将允许一个单泵装置输入加热介质以通过基材36，而另一个单泵装置可输入生物材料以以通过基材36。

请参阅图35与图36所示，其有一第二腔体37还绕于该本发明的生物反应器10，第二腔体37为一处理装置或一生物反应器。

根据本发明的实施例，第二腔体37为一第二生物反应器，用以材料或一不同于第一生物反应器10的污染物的进出管理，第二腔体37的进口管38位在于一第二腔体37的较低位置，而第二腔体37的上方区域含有一出口端39通过一导管42用以连接第一生物反应器10的进口端14。

第一生物反应器10与第二生物反应器腔体37通过一刚性隔板40分开，该刚性隔板40置于一与根据本明的一实施例的出口端41中心，并与该光源同一轴心。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (23)

1、一种体积可变化的生物反应器，其特征在于其包含：

一刚性核心体，用以连接一光源；

一可伸缩的外腔体，容置该刚性核心体于中央位置；

一底部，连接一进口端与一出口端，该进口端用于供应培养基；以及

一顶盖，包含一开口，该开口用以容纳该刚性核心体，

其中，当该外腔体内的细胞生物材料生长增殖时，该外腔体可随之伸展。

2、根据权利要求1所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的外腔体为一圆柱形状，且该光源置于该外腔体的中央轴位置。

3、根据权利要求1或2所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的生物反应器轴向大致为一垂直方向，且增殖的生物材料会促使该可伸缩的外腔体会向上伸展。

4、根据权利要求1至3中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其包含一有固定高度的刚性核心体，用以连接一光源。

5、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的可伸缩的外腔体包括一外墙与一内墙，其该腔体的容置空间介于该外墙与该内墙之间。

6、根据权利要求5所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的内墙可透光，且为一蛇腹式结构以允许该腔体的长度进行伸展。

7、根据权利要求5或6所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的外墙为不透光状的，且为一蛇腹式结构以允许该腔体的长度伸展。

8、根据权利要求6或7所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的蛇腹式结构的内外墙为一弹性材料，并具有多个褶皱线，用以使该内外墙伸展而使该腔体膨胀与收缩。

9、根据权利要求5至8中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其包含一移动式顶盖，该移动式顶盖包含一开口，该开口用以容置该光源并具有一轴环，该轴环用以依附于该腔体的该内墙，且该轴环置于该顶盖的外轴环座上。

10、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中所述的腔体的容置空间介于一外墙与该光源之间，其间无一内墙存在。

11、根据权利要求10所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其包含一移动式顶盖，该移动式顶盖包含一开口，该开口用以容置该光源，该移动式顶盖提供一密封垫圈用以连接该开口，该底部可根据该光源而上下移动。

12、根据权利要求1至11中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其包含一进口端与一出口端，用以流体的输通，该进口端与该出口端为彼此水平放置关系。

13、根据权利要求1至12中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其包括一移动式顶盖，该移动式顶盖包含一开口，该开口用以让该光源穿过。

14、根据权利要求1至13中任一权利要求所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其中至少包含一加固构件，该加固构件置于该外腔体的上方与一支持该外腔体的构件之间。

15、根据权利要求14所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其更包括多个环状加固构件位于该外腔体外部。

16、根据权利要求14所述的体积可变化的生物反应器，其特征在于其更包括一螺旋加固构件，该螺旋加固构件位于该外腔体外部。

17、一种体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其包含：一根据权利要求1所述的生物反应器其内部；以及一第二生物反应器位于该内部生物反应器的周围。

18、根据权利要求17所述的体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其包含一进口端与一出口端于该第二生物反应器，该出口端与一较低的进口端连接以进入该内部生物反应器。

19、根据权利要求17或18所述的体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其中通过该内部生物反应器的外腔体的容置空间分开该内部生物反应器与该第二生物反应器。

20、根据权利要求19所述的体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其中所述的外腔体上层中央的出口端与该光源有同一轴心。

21、一种体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其包含根据权利要求1所述的多个生物反应器位于一基材上端。

22、根据权利要求21所述的体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其中所述的基材、一生物材料进口端与一出口端与该生物反应器彼此适当的连接。

23、根据权利要求21所述的体积可变化的生物反应器系统，其特征在于其中所述的多个基材彼此连接，其为至少有一基材置于另一基材旁边，因此该生物材料进口端与该出口端与该基材彼此连接。

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