CN107603870B - 一种用于微载体细胞培养的消化过滤装置 - Google Patents

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一种用于微载体细胞培养的消化过滤装置，包括：罐体，在罐体的底部设有底阀；搅拌机构，搅拌机构设置在罐体上；吹打机构，吹打机构与罐体连接；其中吹打机构包括连接的组阀单元、吹打器、空气过滤器及控制器；组阀单元设置在罐体内。本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置采用了带有一定锥度和具有中心孔的细胞过滤器，可以同时实现过滤和转移多种液体、细胞和微载体的功能，由于该装置实现高效快速的从微载体表面将细胞消化、剥离、分散均匀的效果，对重复使用微载体提供了可能。本发明为贴壁动物细胞大量培养的细胞接种提供来了一种可靠高效的消化过滤装置，解决了大规模工业化生产中进行多级扩大培养的关键技术。

Description

一种用于微载体细胞培养的消化过滤装置
技术领域
本发明涉及生物化学领域，尤其涉及微载体细胞培养技术，特别是一种用于微载体细胞培养的消化过滤装置。
背景技术
用贴壁的动物细胞可大量生产基因工程药物和疫苗。由于微载体能提供大量的比表积，且在悬浮培养条件下生长良好，在生物医药领域的动物细胞大规模培养中常被采用作为贴壁的载体。
如何制备种子，成为微载体细胞培养的关键。在小规模的反应罐中，常可从几十个滚瓶培养中取得，经过换液、洗涤、胰酶消化，用吸管吹打的方式将细胞消化分散，常用血清培养液来终止胰酶的作用，再将细胞接种到已处理好的微载体细胞罐中。对于大规模的反应罐，其接种细胞数量大，只能从前一级的微载体细胞反应罐中获取，但是目前缺乏快速高效的用于大规模工业生产中微载体培养的消化过滤装置，目前我国微载体细胞培养的工业生产的种子制备，基本上还采用滚瓶消化的方法，其规模通常被限制在几百升以下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速高效的用于微载体细胞培养的消化过滤装置。
为解决上述技术问题，本发明的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，包括：罐体，在所述罐体的底部设有底阀；搅拌机构，所述搅拌机构设置在所述罐体上；吹打机构，所述吹打机构与所述罐体连接；其中所述吹打机构包括连接的组阀单元、吹打器、空气过滤器及控制器；所述组阀单元设置在所述罐体内。
所述吹打器的底部连接有吸液管，所述吸液管的一端伸入所述罐体内；所述吹打器的顶部通过控制管与所述控制器连通；所述空气过滤器设置在所述控制管上；其中所述吹打器为贮液罐或隔膜阀。
所述隔膜阀包括：阀本体，所述阀本体的顶部与所述控制管连通，所述阀本体的底部与所述吸液管连通；隔膜，所述隔膜设置在所述阀本体内，所述隔膜将所述阀本体的内腔分隔成顶部腔室和底部腔室；其中所述顶部腔室与所述控制管连通，所述底部腔室与所述吸液管连通。
所述组阀单元包括：连接阀，所述连接阀设置在所述吸液管上；第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述吸液管上；第二单向阀，所述第二单向阀设置在所述连接阀上，所述第二单向阀外接吹液管；其中所述吹液管面向所述罐体的内壁设置。
在所述控制器上分别设有真空管及空气管。
所述搅拌机构包括：搅拌轴，所述搅拌轴穿设于所述罐体的顶部；马达，所述马达与所述搅拌轴的一端连接；搅拌浆，所述搅拌浆与所述搅拌轴的另一端连接。
所述搅拌浆为斜叶桨、弯叶桨或直叶桨。
在所述罐体内腔的底部设有过滤机构，所述过滤机构包括：支架，所述支架设置在所述罐体内腔的底部；丝网，所述丝网铺设在所述支架上；中心孔，所述中心孔设置在所述支架上；中心阀，所述中心阀与所述中心孔连接，所述中心阀伸出所述罐体。
所述支架为圆锥形，所述中心孔设置在所述支架的顶部。
在所述罐体的外侧套设有夹套。
本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置采用了带有一定锥度和具有中心孔的细胞过滤器，可以同时实现过滤和转移多种液体、细胞和微载体的功能，由于该装置实现高效快速的从微载体表面将细胞消化、剥离、分散均匀的效果，对重复使用微载体提供了可能。
本发明为贴壁动物细胞大量培养的细胞接种提供来了一种可靠高效的消化过滤装置，解决了大规模工业化生产中进行多级扩大培养的关键技术。
附图说明
图1为本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置结构示意图；
图2为本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置过滤机构结构示意图；
图3为本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置组阀单元结构示意图；
图4为本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置隔膜阀结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明用于微载体细胞培养的消化过滤装置作进一步详细说明。
实施例一，如图1～图4所示，在HEK293细胞培养中，种子细胞是用Cytodex1为微载体的生物反应器中培养，当细胞在该种子罐培养7至9天后，就可以进行微载体细胞的消化和过滤操作。先把本发明的消化过滤装置灭菌消毒，把种子罐和中心阀7相连。开启中心阀7，搅拌轴4由马达5驱动，本实施例中搅拌桨2采用斜叶桨，搅拌速度30～50rpm，夹套3通以37℃温水对罐体1进行保温。待液面升至一定高度即可开启底阀6实行过滤。过滤机构10由丝网12和支架11（支架11为圆锥形）组成，丝网可采用200目316L不锈钢制成，保证能截流住所用的球状微载体。丝网12的上部通过密封垫14与罐体密封，丝网12的底部的中心孔13通过二个密封圈15与罐底的中心阀7密封。
接着进行洗涤操作，把预热到37℃的洗涤液经由底阀6导入罐内，搅拌混合均匀后将洗涤液从底阀6排出。同样的洗涤操作可再重复一次。
下面是将细胞从载体表面消化的操作，把预热至37℃的消化液经加料口8导入，搅拌速度为100～130rpm，同时开启吹打器的控制器30，当真空管32被开通，使贮液罐26形成负压，为保证无菌操作，贮液罐26和控制器30之间的控制管16上设有空气过滤器29。消化液通过吸液管22经由第一单向阀24进入贮液罐26中，当液面接触第一液位电极27时，空气管31被开通，由于空气压力把贮液罐26内的液体经由组阀单元21的连接阀17上的第二单向阀25从吹液管23排出，并与罐体1的内壁相冲击，当液面低于第二液位电极28时，真空管32被开通，如此反复，达到高效快速的消化细胞效果。
最后是细胞接种到生产罐操作，先从加料口8导入中止液，混合均匀后，开启底阀6，把均匀呈单细胞悬浮状态的种子细胞导入生产罐。接种密度可根据微载体的用量，一般为(3～5)X105Cells/ml，从细胞种子罐到生产罐可以6～10倍的体积来扩大培养。
实施例二，如图1～图4所示，在Vero细胞培养中，种子细胞是在Cytodex1为微载体的种子细胞罐中培养。当细胞培养7至9天后，可进行微载体细胞的消化过滤操作。首先把本发明的消化过滤装置灭菌消毒，把上述的种子罐和图1中的中心阀7相连并开启，本实施例中搅拌桨2采用斜叶桨，搅拌速度为30～50rpm，夹套3通以37℃温水对罐体1进行保温。待液面升至一定高度即可开启底阀6将上清液排出。
接着把预热到37℃的洗涤液经由底阀6导入罐体1内，让混合均匀后将洗涤液从底阀6排出，再重复一次上述洗涤操作。
下面是将细胞从微载体表面消化的操作，把预热至37℃的消化液经由加料口8导入，搅拌速度为100～130rpm，同时开启控制器30，本方案使用隔膜阀33来实现对微载体细胞消化液的吹打操作。当真空管32被开通，该消化液从吸液管22，经由单向阀24进入隔膜阀33，由于负压作用，隔膜34的位置会从图4的位置a移动到顶部位置b处，反之当空气管31被开通，阀体内的液体由于有空气的压力通过单向阀25从吹液管23向罐壁冲击，隔膜34的位置从b移至底部c位，如此反复。如图4所示，压力表35为控制器30提供参数。
最后是细胞接种到生产罐的操作，先从加料口8导入中止液，混合均匀后，把均匀呈单细胞状态的种子细胞，和已被消化剥离掉细胞的微载体，全部经由中心阀7和底阀6导入到生产罐，该种子细胞会在生产罐上实现对新和老的二种微载体表面的贴壁。接种密度可根据微载体的用量，一般为(3～5)X105Cells/ml，从细胞种子罐到生产罐可以6～10倍的体积来扩大培养。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (6)

1.一种用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，包括：罐体，在所述罐体的底部设有底阀；搅拌机构，所述搅拌机构设置在所述罐体上；吹打机构，所述吹打机构与所述罐体连接；其中所述吹打机构包括连接的组阀单元、吹打器、空气过滤器及控制器；所述组阀单元设置在所述罐体内；
所述吹打器的底部连接有吸液管，所述吸液管的一端伸入所述罐体内；所述吹打器的顶部通过控制管与所述控制器连通；所述空气过滤器设置在所述控制管上；其中
所述吹打器为贮液罐；
所述组阀单元包括：
连接阀，所述连接阀设置在所述吸液管上；
第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述吸液管上；
第二单向阀，所述第二单向阀设置在所述连接阀上，所述第二单向阀外接吹液管；其中
所述吹液管面向所述罐体的内壁设置；
在所述控制器上分别设有真空管及空气管；
将细胞从载体表面消化的操作步骤是把预热至37℃的消化液经加料口导入罐体，同时开启吹打器的控制器，当真空管被开通，使贮液罐形成负压，贮液罐和控制器之间的控制管上设有空气过滤器，消化液通过吸液管经由第一单向阀进入贮液罐中，当液面接触第一液位电极时，空气管被开通，由于空气压力把贮液罐内的液体经由组阀单元的连接阀上的第二单向阀从吹液管排出，并与罐体的内壁相冲击，当液面低于第二液位电极时，真空管被开通。
2.根据权利要求1所述的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，所述搅拌机构包括：
搅拌轴，所述搅拌轴穿设于所述罐体的顶部；
马达，所述马达与所述搅拌轴的一端连接；
搅拌浆，所述搅拌浆与所述搅拌轴的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，所述搅拌浆为斜叶桨、弯叶桨或直叶桨。
4.根据权利要求1所述的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，在所述罐体内腔的底部设有过滤机构，所述过滤机构包括：
支架，所述支架设置在所述罐体内腔的底部；
丝网，所述丝网铺设在所述支架上；
中心孔，所述中心孔设置在所述支架上；
中心阀，所述中心阀与所述中心孔连接，所述中心阀伸出所述罐体。
5.根据权利要求4所述的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，所述支架为圆锥形，所述中心孔设置在所述支架的顶部。
6.根据权利要求1所述的用于微载体细胞培养的消化过滤装置，其特征在于，在所述罐体的外侧套设有夹套。
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