CN114602341A - 细胞培养用搅拌桨及细胞生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细胞培养用搅拌桨，涉及细胞培养技术领域，包括轮毂和多个叶片，多个所述叶片安装于所述轮毂上，所述轮毂用于与轴连接；还包括主壳体，所述轮毂和所述叶片安装于所述主壳体内，所述主壳体能够封闭所述叶片的上下两端，所述主壳体上设置有进液口和出液口；所述叶片的搅拌面平行于所述轮毂的轴线，在垂直于所述轮毂的轴线的切面上，任意一所述叶片均呈平滑曲线，且所述平滑曲线末端的弯曲方向与所述轮毂的转动方向相反。本发明还公开一种包括上述细胞培养用搅拌桨的细胞生物反应器。本发明能够提高搅拌桨整体的做功效率，还可以减少相同转速下的流体剪切力。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域，特别是涉及一种细胞培养用搅拌桨及细胞生物反应器。
背景技术
剪切力是由液体对细胞膜的摩擦引起的机械力，这种机械刺激对细胞的生理行为和粘附特性有很大影响。
在传统的机械搅拌式生物反应器中，由于流体压力的影响，细胞对剪切力非常敏感。在受到机械应力或者大力搅拌的过程中，会出现细胞剪切力过大的现象，进而对细胞的生长发育造成不可逆转的损伤或影响细胞的性能，如何降低细胞培养过程中的剪切力仍是目前研究的主要问题。
因此，提供一种细胞培养用搅拌桨及细胞生物反应器，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种细胞培养用搅拌桨及细胞生物反应器，以解决现有技术中所存在的上述问题，能够提高搅拌桨整体的做功效率，还可以减少相同转速下的流体剪切力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种细胞培养用搅拌桨，包括轮毂和多个叶片，多个所述叶片安装于所述轮毂上，所述轮毂用于与轴连接；还包括主壳体，所述轮毂和所述叶片安装于所述主壳体内，所述主壳体能够封闭所述叶片的上下两端，所述主壳体上设置有进液口和出液口；所述叶片的搅拌面平行于所述轮毂的轴线，在垂直于所述轮毂的轴线的切面上，任意一所述叶片均呈平滑曲线，且所述平滑曲线末端的弯曲方向与所述轮毂的转动方向相反。
优选的，在垂直于所述轮毂的轴线的切面上所述叶片呈S型。
优选的，所述叶片设置有6个，6个所述叶片沿圆周均布。
优选的，所述轮毂的外部轮廓为流线型结构。
优选的，所述主壳体包括上盖板和下盖板，所述上盖板与所述轮毂的顶部相连接，所述下盖板与所述叶片的底部相连接。
优选的，所述进液口设置于所述下盖板上，所述进液口为喇叭形敞口；所述上盖板的边缘与所述下盖板的尾缘共同围成所述出液口。
优选的，所述细胞培养用搅拌桨采用医用钢材料制成。
本发明还提供一种细胞生物反应器，所述细胞生物反应器内设置有上述的细胞培养用搅拌桨。
优选的，所述细胞培养用搅拌桨的轴连接有动力组件。
优选的，所述动力组件采用磁力搅拌器。
本发明还提供一种细胞生物反应器，所述细胞生物反应器内设置有上述的细胞培养用搅拌桨。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明在轮毂上安装有多个叶片，多个叶片采用扭曲叶片，具有搅拌量大，流动性好的优点，有利于提高搅拌桨整体的做功效率，同时还可以减少相同转速下的流体剪切力；本发明搅拌桨安装于主壳体内，细胞生物反应器中的营养液通过主壳体上的进液口输入到搅拌桨中，经过叶片的做功获得加速效果，经搅拌桨的出口流出；而且加装主壳体的搅拌桨可以减少叶片旋转时对细胞的损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明细胞培养用搅拌桨的结构示意图；
图2为本发明细胞培养用搅拌桨的外部示意图；
图3为图1的仰视图；
图4为本发明中细胞生物反应器的结构示意图；
附图标记说明：1-细胞培养用搅拌桨、2-叶片、3-轮毂、4-轴、5-上盖板、6-下盖板、7-细胞生物反应器、8-磁力搅拌器。
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。
本发明的目的是提供一种细胞培养用搅拌桨及细胞生物反应器，以解决现有技术中所存在的上述问题，能够提高搅拌桨整体的做功效率，还可以减少相同转速下的流体剪切力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图3所示，本实施例中提供了一种细胞培养用搅拌桨1，主要包括轮毂3和多个叶片2，多个所述叶片2安装于所述轮毂3上，形成主要的做功部件；轴4的下端与轮毂3的上端相连接，二者轴线相同；还包括主壳体，所述轮毂3和所述叶片2安装于所述主壳体内，所述主壳体能够对叶片2的上下两端进行封闭，所述主壳体上还设置有进液口和出液口；所述叶片2的搅拌面平行于所述轮毂3的轴线，在垂直于所述轮毂3的轴线的切面上，任意一所述叶片2均呈平滑曲线，且所述平滑曲线末端的弯曲方向与所述轮毂3的转动方向相反。
在本实施例中，所述叶片2优选采用S型扭曲叶片，在垂直于所述轮毂3的轴线的切面上所述叶片2呈S型，即所述叶片2的横截面为S型；所述叶片2设置有6个，6个所述叶片2沿圆周均布；其中，叶片2的形状以及数量可以根据具体工作需要进行调整。本实施例在轮毂3上沿圆周均布有6个S型扭曲叶片，具有搅拌量大、流动性好的优点，有利于提高搅拌桨整体的做功效率，同时还可以减少相同转速下的流体剪切力。
在本实施例中，所述轮毂3采用流线型设计，有利于减少水力损失。
在本实施例中，所述主壳体包括上盖板5和下盖板6，所述上盖板5与所述轮毂3的顶部相连接，并且上盖板5与轮毂3一体成型；所述下盖板6与所述叶片2的底部相连接。
在本实施例中，所述进液口设置于所述下盖板6上；具体地，下盖板6为圆盘形状，进液口为喇叭形敞口，其敞口朝上设置，进液口设置于下盖板6的中部；所述上盖板5的边缘与所述下盖板6的尾缘共同围成所述出液口。细胞生物反应器7中的营养液通过进液口输入到细胞培养用搅拌桨1中，经过叶片2的做功获得加速效果，然后经出液口流出；细胞培养用搅拌桨1加装了上盖板5、下盖板6可以减少叶片2旋转时对细胞的损失。
在本实施例中，所述细胞培养用搅拌桨1整体使用的材料为医用钢，可直接高温蒸汽灭菌，减少培育成本。
如图4所示，本实施例还提供一种细胞生物反应器7，所述细胞生物反应器7内设置有上述的细胞培养用搅拌桨1；其中，轮毂3倒置安装在细胞生物反应器7中。
在本实施例中，细胞培养用搅拌桨1的轴4还可以连接有动力组件，通过动力组件为整个搅拌桨提供连续不断的旋转动力。
进一步地，所述动力组件采用磁力搅拌器8；其中，磁力搅拌器8通过磁力带动轴4及整个细胞培养用搅拌桨1转动，达到搅拌的目的；具体地，磁力搅拌器主要包括电机(或电机减速机)、外部永磁体、隔离套以及封闭于隔离套内的另一组永磁体及转子，在工作时，通过电机(或电机减速机)带动外部永磁体进行转动，同时耦合驱动封闭在隔离套内的另一组永磁体及转子做同步旋转，从而无接触、无摩擦地将外部动力传到内部转子，并且转子通过联轴器与轴4及细胞培养用搅拌桨1联成一体，实现搅拌的目的。
磁力搅拌器8的工作原理遵循库仑定律，即两个相隔一定距离的磁体，由于磁场的感应效应，它们不需要任何传统机械构件，通过磁体的耦合力，就能把功率从一个磁体传递到另外一个磁体，构成一个非接触传递扭矩机构；该结构能彻底解决机械密封的问题，使搅拌部件处于绝对密封状态。
或者，还可以根据工作需要选择其它的动力组件，如伺服电机等，来带动轴4转动。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种细胞培养用搅拌桨，包括轮毂和多个叶片，多个所述叶片安装于所述轮毂上，所述轮毂用于与轴连接；其特征在于，还包括主壳体，所述轮毂和所述叶片安装于所述主壳体内，所述主壳体能够封闭所述叶片的上下两端，所述主壳体上设置有进液口和出液口；所述叶片的搅拌面平行于所述轮毂的轴线，在垂直于所述轮毂的轴线的切面上，任意一所述叶片均呈平滑曲线，且所述平滑曲线末端的弯曲方向与所述轮毂的转动方向相反。
2.根据权利要求1所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，在垂直于所述轮毂的轴线的切面上所述叶片呈S型。
3.根据权利要求1所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，所述叶片设置有6个，6个所述叶片沿圆周均布。
4.根据权利要求1所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，所述轮毂的外部轮廓为流线型结构。
5.根据权利要求1所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，所述主壳体包括上盖板和下盖板，所述上盖板与所述轮毂的顶部相连接，所述下盖板与所述叶片的底部相连接。
6.根据权利要求5所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，所述进液口设置于所述下盖板上，所述进液口为喇叭形敞口；所述上盖板的边缘与所述下盖板的尾缘共同围成所述出液口。
7.根据权利要求1所述的细胞培养用搅拌桨，其特征在于，所述细胞培养用搅拌桨采用医用钢材料制成。
8.一种细胞生物反应器，其特征在于，所述细胞生物反应器内设置有如权利要求1-7任一项所述的细胞培养用搅拌桨。
9.根据权利要求8所述的细胞生物反应器，其特征在于，所述细胞培养用搅拌桨的轴连接有动力组件。
10.根据权利要求9所述的细胞生物反应器，其特征在于，所述动力组件采用磁力搅拌器。
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