CN116676192B - 一种方便提取补料的cho细胞培养用生物反应器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器及其方法，属于CHO细胞培养技术领域。一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器及其方法，包括恒温壳罩和反应罐体，还包括罐体端座，其设置于反应罐体的两端。为解决在取样过程中，取样器皿反复地进入到细胞培养液中容易带入杂质，会存在诱发细胞产生变化，导致CHO细胞培养失败的问题，通过空心套管内部的取样内管来抽取罐体内部的细胞液，在空心套管表面的共设计有三组不同高度的弹性阀嘴，这样可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液，方便进行取样对比，且取样内管在取样的过程中不会直接与细胞液接触，可以避免因采样导致外来的细菌进入到细胞的内部。
Description
技术领域
本发明涉及CHO细胞培养技术领域，具体为一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器及其方法。
背景技术
CHO细胞即中国仓鼠卵巢细胞，是最具代表性的动物细胞表达系统，被广泛应用于生物制药领域，它建株于1957年，由美国科罗拉多大学Theodore T.Puck从一成年雌性中国仓鼠卵巢中分离得到，是一种连续细胞系，能传百代以上，具有永生性，是目前生物工程上广泛使用的细胞
公开号为CN201981204U的中国专利公开了一种用于细胞培养的生物反应器，提供的细胞培养生物反应器的设计，能获得充足的曝气和混合效果，无需机械搅拌，不存在因流体机械剪切或泡沫破裂等损伤细胞，具有很高的实用性。
上述专利中，CHO细胞在培养过程中需要进行反复的取样和补充，而在取样过程中，取样器皿反复地进入到细胞培养液中容易带入杂质，会存在诱发细胞产生变化，导致CHO细胞培养失败的情况；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器及其方法，通过空心套管内部的取样内管来抽取罐体内部的细胞液，在空心套管表面的共设计有三组不同高度的弹性阀嘴，这样可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液，方便进行取样对比，且取样内管在取样的过程中不会直接与细胞液接触，可以避免因采样导致外来的细菌进入到细胞的内部，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器，包括恒温壳罩和反应罐体，还包括罐体端座，其设置于反应罐体的两端，所述恒温壳罩的两侧均设置有翻转锁扣，恒温壳罩之间通过翻转锁扣连接，所述恒温壳罩的内部设置有内腔体，内腔体的四周均设置有照明灯组，所述恒温壳罩的两端均设置有端板卡槽，所述罐体端座之间设置有电热支杆，电热支杆的一端延伸至罐体端座的外侧，所述电热支杆的一端设置有感应接头，感应接头的外侧设置有螺纹套轴，所述罐体端座的外侧设置有密封环槽，反应罐体通过罐体端座与端板卡槽连接。
优选的，所述反应罐体的顶部设置有带轮传动套轴，带轮传动套轴的四周设置有PH电极，所述PH电极设置有三个，所述带轮传动套轴的一侧设置有循环端口，所述PH电极包括电极探针和探针端口，电极探针延伸至反应罐体的内部。
优选的，所述带轮传动套轴的底部设置有空心套管，空心套管的内部设置有取样内腔，所述带轮传动套轴与空心套管之间设置有轴承套，空心套管通过轴承套与罐体端座转动连接。
优选的，所述空心套管的中段设置有旋转过滤器，旋转过滤器的下方设置有搅拌叶轮，所述搅拌叶轮的外侧设置有桨叶，所述旋转过滤器的内部设置有离心滤腔，旋转过滤器的外表面设置有离心滤孔。
优选的，所述离心滤腔的内部设置有循环埋管，循环埋管延伸至罐体端座的外侧与循环端口连接，所述空心套管的外表面设置有三个弹性阀嘴，弹性阀嘴延伸至取样内腔的内部。
优选的，所述取样内腔的内部设置有取样内管，所述取样内管的一端设置有密封胶套，取样内管通过密封胶套与空心套管连接，所述取样内管的底部设置有取样阀头，所述取样阀头与空心套管滑动连接，取样内管与密封胶套滑动连接。
优选的，所述取样阀头的顶部设置有进液孔，取样阀头的一侧设置有出液孔，所述出液孔与进液孔贯通连接，所述出液孔与取样内管连接，进液孔与弹性阀嘴贴合连接。
优选的，所述弹性阀嘴的内部设置有通液阀管，通液阀管的外表面设置有复位弹簧，所述通液阀管通过拉伸环槽与弹性阀嘴伸缩连接，复位弹簧安装在拉伸环槽的内部。
优选的，所述通液阀管的一端设置有内弧卡口，内弧卡口延伸至取样内腔的内部，所述通液阀管的另一端设置有扇形阀口，所述弹性阀嘴的外侧设置有阀体活塞，阀体活塞的一端设置有内阀锥，所述阀体活塞通过内阀锥与扇形阀口连接，阀体活塞与弹性阀嘴内壁贴合。
一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器的使用方法，包括如下步骤：
步骤一：通过循环端口将CHO细胞液注入旋转过滤器中，利用旋转过滤器对灌注的培养细胞进行截留，当液位高度超过旋转过滤器时，启动电机，通过传动带带动带轮传动套轴以及空心套管进行旋转，借助离心力辅助旋转过滤器继续对细胞液进行截留；
步骤二：当CHO细胞液完全注入罐体内部后，电机关闭，待罐体内部的细胞液沉淀一段时间后，将循环端口与泵体连接，通过循环埋管将旋转过滤器内部的杂质抽出；
步骤三：在CHO细胞培养的过程中，需要对其进行取样观察时，可以通过空心套管内部的取样内管来抽取罐体内部的细胞液，取样内管与空心套管之间可以进行拉伸操作，配合空心套管表面的三组弹性阀嘴可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液；
步骤四：当取样内管底部的取样阀头与弹性阀嘴对接后，会将弹性阀嘴内部的通液阀管顶出，通液阀管被顶出后，前端的阀体活塞与弹性阀嘴分离，此时细胞液通过内阀锥与阀嘴之间的间隙流入到取样阀头中，再通过取样内管提取到试剂管中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，通过循环端口将CHO细胞液注入旋转过滤器中，利用旋转过滤器表面的离心滤孔对灌注的培养细胞进行截留，在液位高度没有超过旋转过滤器时，可以直接利用细胞液自身的重力来实现过滤操作，而当液位高度超过旋转过滤器时，便需要启动电机，通过传动带带动带轮传动套轴以及空心套管进行旋转，此时细胞液在进入到离心滤腔内部后，会受到离心力的影响，借助离心力辅助旋转过滤器继续对灌注的细胞液进行截留，当CHO细胞液完全注入罐体内部后，电机关闭，待罐体内部的细胞液沉淀一段时间后，将循环端口与泵体连接，通过循环埋管将旋转过滤器内部的杂质抽出；
2、本发明，在进行取样观察时，可以通过空心套管内部的取样内管来抽取罐体内部的细胞液，取样内管与空心套管之间可以进行拉伸操作，当通液阀管被顶出后，前端的阀体活塞与弹性阀嘴分离，此时细胞液通过内阀锥与阀嘴之间的间隙流入到取样阀头中，再通过取样内管提取到试剂管中，在空心套管表面的共设计有三组不同高度的弹性阀嘴，这样可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液，方便进行取样对比，且取样内管在取样的过程中不会直接与细胞液接触，可以避免因采样导致外来的细菌进入到细胞的内部。
附图说明
图1为本发明的整体主视图；
图2为本发明的恒温壳罩结构示意图；
图3为本发明的反应罐体结构示意图；
图4为本发明的反应罐体剖面结构示意图；
图5为本发明的PH电极结构示意图；
图6为本发明的旋转过滤器结构示意图；
图7为本发明的取样内管结构示意图；
图8为本发明的弹性阀嘴结构示意图。
图中：1、罐体端座；2、恒温壳罩；3、反应罐体；101、密封环槽；102、电热支杆；1021、螺纹套轴；1022、感应接头；201、翻转锁扣；202、端板卡槽；203、内腔体；2031、照明灯组；301、PH电极；302、循环端口；303、带轮传动套轴；304、取样内管；305、旋转过滤器；306、搅拌叶轮；307、弹性阀嘴；308、取样阀头；3011、电极探针；3012、探针端口；3021、循环埋管；3031、空心套管；3032、取样内腔；3033、轴承套；3041、密封胶套；3051、离心滤腔；3052、离心滤孔；3061、桨叶；3071、拉伸环槽；3072、阀体活塞；3073、内阀锥；3074、通液阀管；3075、扇形阀口；3076、复位弹簧；3077、弧卡口；3081、进液孔；3082、出液孔。
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1-3，本发明提供的一种实施例：一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器，包括恒温壳罩2和反应罐体3，还包括罐体端座1，其设置于反应罐体3的两端，恒温壳罩2的两侧均设置有翻转锁扣201，恒温壳罩2之间通过翻转锁扣201连接，恒温壳罩2的内部设置有内腔体203，内腔体203的四周均设置有照明灯组2031，恒温壳罩2的两端均设置有端板卡槽202，罐体端座1之间设置有电热支杆102，电热支杆102的一端延伸至罐体端座1的外侧，电热支杆102的一端设置有感应接头1022，感应接头1022的外侧设置有螺纹套轴1021，罐体端座1的外侧设置有密封环槽101，反应罐体3通过罐体端座1与端板卡槽202连接；
恒温壳罩2内部的照明灯组2031可以模拟光照系统对细胞进行照射培养，罐体四周的电热支杆102在通电后可以产生热量，避免细胞在培养过程中因温度失衡导致的细胞无法正常培育的情况出现。
请参阅图3-6，反应罐体3的顶部设置有带轮传动套轴303，带轮传动套轴303的四周设置有PH电极301，PH电极301设置有三个，带轮传动套轴303的一侧设置有循环端口302，PH电极301包括电极探针3011和探针端口3012，电极探针3011延伸至反应罐体3的内部，带轮传动套轴303的底部设置有空心套管3031，空心套管3031的内部设置有取样内腔3032，带轮传动套轴303与空心套管3031之间设置有轴承套3033，空心套管3031通过轴承套3033与罐体端座1转动连接，空心套管3031的中段设置有旋转过滤器305，旋转过滤器305的下方设置有搅拌叶轮306，搅拌叶轮306的外侧设置有桨叶3061，旋转过滤器305的内部设置有离心滤腔3051，旋转过滤器305的外表面设置有离心滤孔3052，离心滤腔3051的内部设置有循环埋管3021，循环埋管3021延伸至罐体端座1的外侧与循环端口302连接，空心套管3031的外表面设置有三个弹性阀嘴307，弹性阀嘴307延伸至取样内腔3032的内部，取样内腔3032的内部设置有取样内管304，取样内管304的一端设置有密封胶套3041，取样内管304通过密封胶套3041与空心套管3031连接，取样内管304的底部设置有取样阀头308，取样阀头308与空心套管3031滑动连接，取样内管304与密封胶套3041滑动连接；
通过循环端口302将CHO细胞液注入旋转过滤器305中，利用旋转过滤器305表面的离心滤孔3052对灌注的培养细胞进行截留，在液位高度没有超过旋转过滤器305时，可以直接利用细胞液自身的重力来实现过滤操作，而当液位高度超过旋转过滤器305时，便需要启动电机，通过传动带带动带轮传动套轴303以及空心套管3031进行旋转，此时细胞液在进入到离心滤腔3051内部后，会受到离心力的影响，借助离心力辅助旋转过滤器305继续对灌注的细胞液进行截留，当CHO细胞液完全注入罐体内部后，电机关闭，待罐体内部的细胞液沉淀一段时间后，将循环端口302与泵体连接，通过循环埋管3021将旋转过滤器305内部的杂质抽出；
带轮传动套轴303与空心套管3031通过法兰进行连接固定，电机借助传动带从侧面来实现带轮传动套轴303的旋转操作，而带轮传动套轴303的内部同样为空心结构，这样取样内管304便可以在空心套管3031的内部进行伸缩操作，取样内管304露在外侧的一端可以通过轴承结构转接在软管上，这样当取样内管304跟随空心套管3031一同进行旋转时，可以保障软管不会跟随取样内管304旋转。
请参阅图7-8，取样阀头308的顶部设置有进液孔3081，取样阀头308的一侧设置有出液孔3082，出液孔3082与进液孔3081贯通连接，出液孔3082与取样内管304连接，进液孔3081与弹性阀嘴307贴合连接，弹性阀嘴307的内部设置有通液阀管3074，通液阀管3074的外表面设置有复位弹簧3076，通液阀管3074通过拉伸环槽3071与弹性阀嘴307伸缩连接，复位弹簧3076安装在拉伸环槽3071的内部，通液阀管3074的一端设置有内弧卡口3077，内弧卡口3077延伸至取样内腔3032的内部，通液阀管3074的另一端设置有扇形阀口3075，弹性阀嘴307的外侧设置有阀体活塞3072，阀体活塞3072的一端设置有内阀锥3073，阀体活塞3072通过内阀锥3073与扇形阀口3075连接，阀体活塞3072与弹性阀嘴307内壁贴合；
在进行取样观察时，可以通过空心套管3031内部的取样内管304来抽取罐体内部的细胞液，取样内管304与空心套管3031之间可以进行拉伸操作，当取样内管304底部的取样阀头308与弹性阀嘴307对接后，取样阀头308的进液孔3081区域会借助内弧卡口3077将通液阀管3074推入到弹性阀嘴307的内部，内弧卡口3077与进液孔3081的外径相契合，无论取样阀头308是从上方或者下方与内弧卡口3077接触都可以将卡合在内弧卡口3077的内侧，当通液阀管3074被顶出后，前端的阀体活塞3072与弹性阀嘴307分离，此时细胞液通过内阀锥3073与阀嘴之间的间隙流入到取样阀头308中，再通过取样内管304提取到试剂管中，在空心套管3031表面的共设计有三组不同高度的弹性阀嘴307，这样可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液，方便进行取样对比。
一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器的使用方法，包括如下步骤：
步骤一：通过循环端口302将CHO细胞液注入旋转过滤器305中，利用旋转过滤器305对灌注的培养细胞进行截留，当液位高度超过旋转过滤器305时，启动电机，通过传动带带动带轮传动套轴303以及空心套管3031进行旋转，借助离心力辅助旋转过滤器305继续对细胞液进行截留；
步骤二：当CHO细胞液完全注入罐体内部后，电机关闭，待罐体内部的细胞液沉淀一段时间后，将循环端口302与泵体连接，通过循环埋管3021将旋转过滤器305内部的杂质抽出；
步骤三：在CHO细胞培养的过程中，需要对其进行取样观察时，可以通过空心套管3031内部的取样内管304来抽取罐体内部的细胞液，取样内管304与空心套管3031之间可以进行拉伸操作，配合空心套管3031表面的三组弹性阀嘴307可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液；
步骤四：当取样内管304底部的取样阀头308与弹性阀嘴307对接后，会将弹性阀嘴307内部的通液阀管3074顶出，通液阀管3074被顶出后，前端的阀体活塞3072与弹性阀嘴307分离，此时细胞液通过内阀锥3073与阀嘴之间的间隙流入到取样阀头308中，再通过取样内管304提取到试剂管中。
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、方法、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、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器，包括恒温壳罩（2）和反应罐体（3），其特征在于；
还包括罐体端座（1），其设置于反应罐体（3）的两端，所述恒温壳罩（2）的两侧均设置有翻转锁扣（201），恒温壳罩（2）之间通过翻转锁扣（201）连接，所述恒温壳罩（2）的内部设置有内腔体（203），内腔体（203）的四周均设置有照明灯组（2031），所述恒温壳罩（2）的两端均设置有端板卡槽（202），所述罐体端座（1）之间设置有电热支杆（102），电热支杆（102）的一端延伸至罐体端座（1）的外侧，所述电热支杆（102）的一端设置有感应接头（1022），感应接头（1022）的外侧设置有螺纹套轴（1021），所述罐体端座（1）的外侧设置有密封环槽（101），反应罐体（3）通过罐体端座（1）与端板卡槽（202）连接；
所述反应罐体（3）的顶部设置有带轮传动套轴（303），带轮传动套轴（303）的四周设置有PH电极（301），所述PH电极（301）设置有三个，所述带轮传动套轴（303）的一侧设置有循环端口（302），所述PH电极（301）包括电极探针（3011）和探针端口（3012），电极探针（3011）延伸至反应罐体（3）的内部；
所述带轮传动套轴（303）的底部设置有空心套管（3031），空心套管（3031）的内部设置有取样内腔（3032），所述带轮传动套轴（303）与空心套管（3031）之间设置有轴承套（3033），空心套管（3031）通过轴承套（3033）与罐体端座（1）转动连接；
所述空心套管（3031）的中段设置有旋转过滤器（305），旋转过滤器（305）的下方设置有搅拌叶轮（306），所述搅拌叶轮（306）的外侧设置有桨叶（3061），所述旋转过滤器（305）的内部设置有离心滤腔（3051），旋转过滤器（305）的外表面设置有离心滤孔（3052）；
所述离心滤腔（3051）的内部设置有循环埋管（3021），循环埋管（3021）延伸至罐体端座（1）的外侧与循环端口（302）连接，所述空心套管（3031）的外表面设置有三个弹性阀嘴（307），弹性阀嘴（307）延伸至取样内腔（3032）的内部；
所述取样内腔（3032）的内部设置有取样内管（304），所述取样内管（304）的一端设置有密封胶套（3041），取样内管（304）通过密封胶套（3041）与空心套管（3031）连接，所述取样内管（304）的底部设置有取样阀头（308），所述取样阀头（308）与空心套管（3031）滑动连接，取样内管（304）与密封胶套（3041）滑动连接；
所述取样阀头（308）的顶部设置有进液孔（3081），取样阀头（308）的一侧设置有出液孔（3082），所述出液孔（3082）与进液孔（3081）贯通连接，所述出液孔（3082）与取样内管（304）连接，进液孔（3081）与弹性阀嘴（307）贴合连接。
2.根据权利要求1所述的一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器，其特征在于：所述弹性阀嘴（307）的内部设置有通液阀管（3074），通液阀管（3074）的外表面设置有复位弹簧（3076），所述通液阀管（3074）通过拉伸环槽（3071）与弹性阀嘴（307）伸缩连接，复位弹簧（3076）安装在拉伸环槽（3071）的内部。
3.根据权利要求2所述的一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器，其特征在于：所述通液阀管（3074）的一端设置有内弧卡口（3077），内弧卡口（3077）延伸至取样内腔（3032）的内部，所述通液阀管（3074）的另一端设置有扇形阀口（3075），所述弹性阀嘴（307）的外侧设置有阀体活塞（3072），阀体活塞（3072）的一端设置有内阀锥（3073），所述阀体活塞（3072）通过内阀锥（3073）与扇形阀口（3075）连接，阀体活塞（3072）与弹性阀嘴（307）内壁贴合。
4.一种方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器的使用方法，基于权利要求3所述的方便提取补料的CHO细胞培养用生物反应器实现，其中，包括如下步骤：
步骤一：通过循环端口（302）将CHO细胞液注入旋转过滤器（305）中，利用旋转过滤器（305）对灌注的培养细胞进行截留，当液位高度超过旋转过滤器（305）时，启动电机，通过传动带带动带轮传动套轴（303）以及空心套管（3031）进行旋转，借助离心力辅助旋转过滤器（305）继续对细胞液进行截留；
步骤二：当CHO细胞液完全注入罐体内部后，电机关闭，待罐体内部的细胞液沉淀一段时间后，将循环端口（302）与泵体连接，通过循环埋管（3021）将旋转过滤器（305）内部的杂质抽出；
步骤三：在CHO细胞培养的过程中，需要对其进行取样观察时，可以通过空心套管（3031）内部的取样内管（304）来抽取罐体内部的细胞液，取样内管（304）与空心套管（3031）之间可以进行拉伸操作，配合空心套管（3031）表面的三组弹性阀嘴（307）可以提取罐体内三个不同液位区域的细胞液；
步骤四：当取样内管（304）底部的取样阀头（308）与弹性阀嘴（307）对接后，会将弹性阀嘴（307）内部的通液阀管（3074）顶出，通液阀管（3074）被顶出后，前端的阀体活塞（3072）与弹性阀嘴（307）分离，此时细胞液通过内阀锥（3073）与阀嘴之间的间隙流入到取样阀头（308）中，再通过取样内管（304）提取到试剂管中。
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- 2023-06-07 CN CN202310667428.0A patent/CN116676192B/zh active Active
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