CN111979088A - 一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法，包括底板、水浴箱、温度显示屏、操作面板、开关、充电座、操作按钮、安装架、支撑柱、安装板、加热管、加热丝、立柱、夹紧板、透气袋、固定部、固定孔、袋口、第一通孔、第二通孔、安装孔、培养液入口、培养液出口、pH滴管、通气管、pH电极、溶氧浓度电极、伺服电机、转轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶、进液管、出液管、输液管、支撑架、纤维柱、柱芯、隔膜泵、隔膜、废液管和废液箱，所述底板的顶部中间焊接有水浴箱，所述水浴箱的内壁底部均匀焊接有安装板，本发明，可以获得更多数量的细胞，培养的细胞不易受到污染，培养方便，不易发生堵塞现象。

Description

一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域，具体为一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法。
背景技术
细胞培养是指在体外模拟体内环境，无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法，细胞培养也叫细胞克隆技术，不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程，细胞培养本身就是细胞的大规模克隆，现有技术中细胞培养一般使用培养瓶，难以获得更多数量的细胞，培养的细胞容易受到污染，培养不方便，同时细胞液的过滤截留过程中，容易发生堵塞现象，影响细胞的培养，因此设计一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透气袋正反向灌流细胞培养装置及培养方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，包括底板、水浴箱、温度显示屏、操作面板、开关、充电座、操作按钮、安装架、支撑柱、安装板、加热管、加热丝、立柱、夹紧板、透气袋、固定部、固定孔、袋口、第一通孔、第二通孔、安装孔、培养液入口、培养液出口、pH滴管、通气管、pH电极、溶氧浓度电极、测定操作箱、固定架、伺服电机、转轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶、进液管、出液管、输液管、支撑架、纤维柱、柱芯、隔膜泵、隔膜、废液管和废液箱，所述底板的顶部中间焊接有水浴箱，所述水浴箱的内壁底部均匀焊接有安装板，所述安装板的一侧对应两端均安装有加热管，且加热管内设置有加热丝，所述水浴箱的内壁中间设置有安装架，所述安装架的底部四角均通过支撑柱与水浴箱焊接固定，所述水浴箱的顶部一侧对应两端均焊接有立柱，所述立柱顶部设置有夹紧板，所述夹紧板之间安装有透气袋，所述水浴箱的顶部位于透气袋一侧设置有测定操作箱，所述透气袋顶部设置有袋口，所述袋口上分别开设有第一通孔、第二通孔、安装孔、培养液入口和培养液出口，所述第一通孔内设置有通气管，所述通气管顶部通过溶氧浓度电极与测定操作箱连接，所述第二通孔内设置有pH滴管，所述pH滴管顶部通过pH电极与测定操作箱连接，所述底板顶部通过螺栓固定有固定架，所述固定架的顶部设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转轴连接，所述转轴一端伸入到安装孔内并与第一搅拌叶和第二搅拌叶固定连接，所述培养液入口内设置有进液管，所述培养液出口内设置有出液管，所述底板一侧设置有支撑架，所述支撑架上安装有纤维柱，且纤维柱内均匀设置有柱芯，所述纤维柱顶部通过输液管与出液管一端固定连接，所述纤维柱底部设置有隔膜泵，所述隔膜泵内设置有隔膜，所述隔膜泵一侧通过废液管与废液箱连接。
一种透气袋正反向灌流细胞培养装置的培养方法，包括步骤一，细胞复苏；步骤二，培养基转入和水浴保温；步骤三，溶氧调节；步骤四，pH值调节；步骤五，搅拌沉降；步骤六，灌流；
其中上述步骤一中，从液氮保存的细胞库中取出一只细胞冻存管，在37℃下进行融化，融化后取出500g并对其离心3～5min，离心结束后将上层清液去除，重悬细胞于新鲜培养基中，放到方瓶中进行培养，在方瓶中传代扩增足够数量；
其中上述步骤二中，将扩增后的细胞培养基通过培养液入口处的进液管转入到透气袋中，打开开关，通过操作面板上的操作按钮进行操作，加热管工作，通过加热丝对水浴箱内的水进行加热，通过温度显示屏显示温度，调节水温到37℃；
其中上述步骤三中，测定操作箱和溶氧浓度电极相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过通气管往培养基内通入空气，对溶氧浓度进行调节；
其中上述步骤四中，测定操作箱和pH电极相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过pH滴管对培养基内的pH值进行调节；
其中上述步骤五中，伺服电机工作，通过转轴带动第一搅拌叶和第二搅拌叶转动，对培养基搅拌2～4min，进一步观察并调整培养基内的溶氧浓度和pH值，搅拌结束后细胞沉降2h，细胞培养3～5天；
其中上述步骤六中，输液管和出液管相配合，将细胞培养基上层清液导入到纤维柱内，隔膜泵工作，将过滤后的上层清液通过废液管导入废液箱内，然后通过培养液入口内的进液管继续往透气袋内继续补充新鲜培养基，按照上述步骤继续进行扩增培养。
根据上述技术方案，所述水浴箱的表面一侧设置有温度显示屏，所述水浴箱的表面另一侧设置有操作面板，所述操作面板的中间一端安装有开关，所述操作面板的中间另一端开设有充电座，所述开关和充电座两侧均设置有操作按钮。
根据上述技术方案，所述透气袋一侧对应两端顶部均设置有固定部，所述固定部上对称开设有固定孔，所述夹紧板与固定部为配合结构。
根据上述技术方案，所述通气管一端伸入到透气袋内，且通气管上分别开设有上出气口和下出气口。
根据上述技术方案，所述pH滴管一端伸入到透气袋内，且pH滴管上均匀开设有滴孔。
根据上述技术方案，所述输液管上设置有压力表，所述支撑架顶部一侧安装有操作箱。
根据上述技术方案，所述步骤五中，培养基内的溶氧浓度为15～30％的空气饱和度，pH值为7.0～7.2。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：透气袋与使用培养瓶相比，可获得更多数量的细胞，封闭式培养，降低细胞污染和操作人员感染的几率，气体交换面积大，利于在有限的培养空间大量培养，材质透明柔韧，便于在显微镜下直接观察细胞状态；细胞液的过滤截留过程中，隔膜泵与纤维柱相配合，在一定程度上清洗纤维柱并破坏生物膜的形成，使得设备长时间运行而不堵塞柱芯，维持细胞浓度处于较高的密度，便于细胞的培养。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的水浴箱表面结构示意图；
图3是本发明的水浴箱内部结构示意图；
图4是本发明的透气袋结构示意图；
图5是本发明的培养方法流程图；
图中：1、底板；2、水浴箱；3、温度显示屏；4、操作面板；5、开关；6、充电座；7、操作按钮；8、安装架；9、支撑柱；10、安装板；11、加热管；12、加热丝；13、立柱；14、夹紧板；15、透气袋；16、固定部；17、固定孔；18、袋口；19、第一通孔；20、第二通孔；21、安装孔；22、培养液入口；23、培养液出口；24、pH滴管；25、通气管；26、pH电极；27、溶氧浓度电极；28、测定操作箱；29、固定架；30、伺服电机；31、转轴；32、第一搅拌叶；33、第二搅拌叶；34、进液管；35、出液管；36、输液管；37、支撑架；38、纤维柱；39、柱芯；40、隔膜泵；41、隔膜；42、废液管；43、废液箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，包括底板1、水浴箱2、温度显示屏3、操作面板4、开关5、充电座6、操作按钮7、安装架8、支撑柱9、安装板10、加热管11、加热丝12、立柱13、夹紧板14、透气袋15、固定部16、固定孔17、袋口18、第一通孔19、第二通孔20、安装孔21、培养液入口22、培养液出口23、pH滴管24、通气管25、pH电极26、溶氧浓度电极27、测定操作箱28、固定架29、伺服电机30、转轴31、第一搅拌叶32、第二搅拌叶33、进液管34、出液管35、输液管36、支撑架37、纤维柱38、柱芯39、隔膜泵40、隔膜41、废液管42和废液箱43，底板1的顶部中间焊接有水浴箱2，水浴箱2的内壁底部均匀焊接有安装板10，安装板10的一侧对应两端均安装有加热管11，且加热管11内设置有加热丝12，水浴箱2的内壁中间设置有安装架8，安装架8的底部四角均通过支撑柱9与水浴箱2焊接固定，水浴箱2的顶部一侧对应两端均焊接有立柱13，立柱13顶部设置有夹紧板14，夹紧板14之间安装有透气袋15，水浴箱2的顶部位于透气袋15一侧设置有测定操作箱28，透气袋15顶部设置有袋口18，袋口18上分别开设有第一通孔19、第二通孔20、安装孔21、培养液入口22和培养液出口23，第一通孔19内设置有通气管25，通气管25顶部通过溶氧浓度电极27与测定操作箱28连接，第二通孔20内设置有pH滴管24，pH滴管24顶部通过pH电极26与测定操作箱28连接，底板1顶部通过螺栓固定有固定架29，固定架29的顶部设置有伺服电机30，伺服电机30的输出轴通过联轴器与转轴31连接，转轴31一端伸入到安装孔21内并与第一搅拌叶32和第二搅拌叶33固定连接，培养液入口22内设置有进液管34，培养液出口23内设置有出液管35，底板1一侧设置有支撑架37，支撑架37上安装有纤维柱38，且纤维柱38内均匀设置有柱芯39，纤维柱38顶部通过输液管36与出液管35一端固定连接，纤维柱38底部设置有隔膜泵40，隔膜泵40内设置有隔膜41，隔膜泵40一侧通过废液管42与废液箱43连接。
请参阅图5，本发明提供一种技术方案：一种透气袋正反向灌流细胞培养装置的培养方法，包括步骤一，细胞复苏；步骤二，培养基转入和水浴保温；步骤三，溶氧调节；步骤四，pH值调节；步骤五，搅拌沉降；步骤六，灌流；
其中上述步骤一中，从液氮保存的细胞库中取出一只细胞冻存管，在37℃下进行融化，融化后取出500g并对其离心3～5min，离心结束后将上层清液去除，重悬细胞于新鲜培养基中，放到方瓶中进行培养，在方瓶中传代扩增足够数量；
其中上述步骤二中，将扩增后的细胞培养基通过培养液入口22处的进液管34转入到透气袋15中，打开开关5，通过操作面板4上的操作按钮7进行操作，加热管11工作，通过加热丝12对水浴箱2内的水进行加热，通过温度显示屏3显示温度，调节水温到37℃；
其中上述步骤三中，测定操作箱28和溶氧浓度电极27相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过通气管25往培养基内通入空气，对溶氧浓度进行调节；
其中上述步骤四中，测定操作箱28和pH电极26相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过pH滴管24对培养基内的pH值进行调节；
其中上述步骤五中，伺服电机30工作，通过转轴31带动第一搅拌叶32和第二搅拌叶33转动，对培养基搅拌2～4min，进一步观察并调整培养基内的溶氧浓度和pH值，搅拌结束后细胞沉降2h，细胞培养3～5天；
其中上述步骤六中，输液管36和出液管35相配合，将细胞培养基上层清液导入到纤维柱38内，隔膜泵40工作，将过滤后的上层清液通过废液管42导入废液箱43内，然后通过培养液入口22内的进液管34继续往透气袋15内继续补充新鲜培养基，按照上述步骤继续进行扩增培养。
根据上述技术方案，水浴箱2的表面一侧设置有温度显示屏3，水浴箱2的表面另一侧设置有操作面板4，操作面板4的中间一端安装有开关5，操作面板4的中间另一端开设有充电座6，开关5和充电座6两侧均设置有操作按钮7。
根据上述技术方案，透气袋15一侧对应两端顶部均设置有固定部16，固定部16上对称开设有固定孔17，夹紧板14与固定部16为配合结构。
根据上述技术方案，通气管25一端伸入到透气袋15内，且通气管25上分别开设有上出气口和下出气口。
根据上述技术方案，pH滴管24一端伸入到透气袋15内，且pH滴管24上均匀开设有滴孔。
根据上述技术方案，输液管36上设置有压力表，支撑架37顶部一侧安装有操作箱。
根据上述技术方案，步骤五中，培养基内的溶氧浓度为15～30％的空气饱和度，pH值为7.0～7.2。
基于上述，本发明的优点在于，本发明将细胞培养基放入透气袋15内，通过水浴箱2对细胞培养的温度进行调节，通过通气管25和pH滴管24对培养基内的溶氧浓度pH值进行调节，保证细胞培养的适宜环境，可获得更多数量的细胞，封闭式培养，降低细胞污染和操作人员感染的几率，气体交换面积大，利于在有限的培养空间大量培养，材质透明柔韧，便于在显微镜下直接观察细胞状态；细胞液排出过程中，隔膜泵40工作，隔膜41扩张，促使细胞液从纤维柱38向下移动过滤，细胞液排出后，隔膜泵40加压，使得空气压迫隔膜41促使细胞液穿过纤维柱38向上移动，在一定程度上清洗纤维柱38并破坏生物膜的形成，使得设备长时间运行而不堵塞柱芯39，维持细胞浓度处于较高的密度，便于细胞的培养。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、制作工艺、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、制作工艺、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，包括底板(1)、水浴箱(2)、温度显示屏(3)、操作面板(4)、开关(5)、充电座(6)、操作按钮(7)、安装架(8)、支撑柱(9)、安装板(10)、加热管(11)、加热丝(12)、立柱(13)、夹紧板(14)、透气袋(15)、固定部(16)、固定孔(17)、袋口(18)、第一通孔(19)、第二通孔(20)、安装孔(21)、培养液入口(22)、培养液出口(23)、pH滴管(24)、通气管(25)、pH电极(26)、溶氧浓度电极(27)、测定操作箱(28)、固定架(29)、伺服电机(30)、转轴(31)、第一搅拌叶(32)、第二搅拌叶(33)、进液管(34)、出液管(35)、输液管(36)、支撑架(37)、纤维柱(38)、柱芯(39)、隔膜泵(40)、隔膜(41)、废液管(42)和废液箱(43)，其特征在于：所述底板(1)的顶部中间焊接有水浴箱(2)，所述水浴箱(2)的内壁底部均匀焊接有安装板(10)，所述安装板(10)的一侧对应两端均安装有加热管(11)，且加热管(11)内设置有加热丝(12)，所述水浴箱(2)的内壁中间设置有安装架(8)，所述安装架(8)的底部四角均通过支撑柱(9)与水浴箱(2)焊接固定，所述水浴箱(2)的顶部一侧对应两端均焊接有立柱(13)，所述立柱(13)顶部设置有夹紧板(14)，所述夹紧板(14)之间安装有透气袋(15)，所述水浴箱(2)的顶部位于透气袋(15)一侧设置有测定操作箱(28)，所述透气袋(15)顶部设置有袋口(18)，所述袋口(18)上分别开设有第一通孔(19)、第二通孔(20)、安装孔(21)、培养液入口(22)和培养液出口(23)，所述第一通孔(19)内设置有通气管(25)，所述通气管(25)顶部通过溶氧浓度电极(27)与测定操作箱(28)连接，所述第二通孔(20)内设置有pH滴管(24)，所述pH滴管(24)顶部通过pH电极(26)与测定操作箱(28)连接，所述底板(1)顶部通过螺栓固定有固定架(29)，所述固定架(29)的顶部设置有伺服电机(30)，所述伺服电机(30)的输出轴通过联轴器与转轴(31)连接，所述转轴(31)一端伸入到安装孔(21)内并与第一搅拌叶(32)和第二搅拌叶(33)固定连接，所述培养液入口(22)内设置有进液管(34)，所述培养液出口(23)内设置有出液管(35)，所述底板(1)一侧设置有支撑架(37)，所述支撑架(37)上安装有纤维柱(38)，且纤维柱(38)内均匀设置有柱芯(39)，所述纤维柱(38)顶部通过输液管(36)与出液管(35)一端固定连接，所述纤维柱(38)底部设置有隔膜泵(40)，所述隔膜泵(40)内设置有隔膜(41)，所述隔膜泵(40)一侧通过废液管(42)与废液箱(43)连接。
2.一种透气袋正反向灌流细胞培养装置的培养方法，包括步骤一，细胞复苏；步骤二，培养基转入和水浴保温；步骤三，溶氧调节；步骤四，pH值调节；步骤五，搅拌沉降；步骤六，灌流；其特征在于：
其中上述步骤一中，从液氮保存的细胞库中取出一只细胞冻存管，在37℃下进行融化，融化后取出500g并对其离心3～5min，离心结束后将上层清液去除，重悬细胞于新鲜培养基中，放到方瓶中进行培养，在方瓶中传代扩增足够数量；
其中上述步骤二中，将扩增后的细胞培养基通过培养液入口(22)处的进液管(34)转入到透气袋(15)中，打开开关(5)，通过操作面板(4)上的操作按钮(7)进行操作，加热管(11)工作，通过加热丝(12)对水浴箱(2)内的水进行加热，通过温度显示屏(3)显示温度，调节水温到37℃；
其中上述步骤三中，测定操作箱(28)和溶氧浓度电极(27)相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过通气管(25)往培养基内通入空气，对溶氧浓度进行调节；
其中上述步骤四中，测定操作箱(28)和pH电极(26)相配合，对培养基内的溶氧进行测定，同时通过pH滴管(24)对培养基内的pH值进行调节；
其中上述步骤五中，伺服电机(30)工作，通过转轴(31)带动第一搅拌叶(32)和第二搅拌叶(33)转动，对培养基搅拌2～4min，进一步观察并调整培养基内的溶氧浓度和pH值，搅拌结束后细胞沉降2h，细胞培养3～5天；
其中上述步骤六中，输液管(36)和出液管(35)相配合，将细胞培养基上层清液导入到纤维柱(38)内，隔膜泵(40)工作，将过滤后的上层清液通过废液管(42)导入废液箱(43)内，然后通过培养液入口(22)内的进液管(34)继续往透气袋(15)内继续补充新鲜培养基，按照上述步骤继续进行扩增培养。
3.根据权利要求1所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，其特征在于：所述水浴箱(2)的表面一侧设置有温度显示屏(3)，所述水浴箱(2)的表面另一侧设置有操作面板(4)，所述操作面板(4)的中间一端安装有开关(5)，所述操作面板(4)的中间另一端开设有充电座(6)，所述开关(5)和充电座(6)两侧均设置有操作按钮(7)。
4.根据权利要求1所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，其特征在于：所述透气袋(15)一侧对应两端顶部均设置有固定部(16)，所述固定部(16)上对称开设有固定孔(17)，所述夹紧板(14)与固定部(16)为配合结构。
5.根据权利要求1所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，其特征在于：所述通气管(25)一端伸入到透气袋(15)内，且通气管(25)上分别开设有上出气口和下出气口。
6.根据权利要求1所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，其特征在于：所述pH滴管(24)一端伸入到透气袋(15)内，且pH滴管(24)上均匀开设有滴孔。
7.根据权利要求1所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置，其特征在于：所述输液管(36)上设置有压力表，所述支撑架(37)顶部一侧安装有操作箱。
8.根据权利要求2所述的一种透气袋正反向灌流细胞培养装置的培养方法，其特征在于：所述步骤五中，培养基内的溶氧浓度为15～30％的空气饱和度，pH值为7.0～7.2。
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