CN117286028A - 一种细胞培养反应器以及培养方法 - Google Patents

一种细胞培养反应器以及培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种细胞培养反应器以及培养方法，涉及细胞培养技术领域。该细胞培养反应器，包括底部反应板，所述底部反应板上表面中心位置固定连接有反应罐体，反应罐内底壁位置呈圆弧形设置，所述反应罐体顶部位置设置有顶部盖，所述顶部盖顶部位置设置有给液鼓动结构，所述反应罐体下表面中部位置设置有废液管道结构，所述废液管道结构与底部反应板侧壁呈贯穿设置，所述废液管道结构包括顶部漏液斗，所述顶部漏液斗内底壁中心位置固定连接有内侧支撑罩。通过气体循环鼓动式反应剪切力小，不会影响细胞的培养，同时通过气体循环管可以实现作为添加无菌氧气和营养液的动力，不需要另外设置配套的泵体，降低设备成本买设备布线布管更加的简洁美观。

Description

一种细胞培养反应器以及培养方法
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域，具体为一种细胞培养反应器以及培养方法。
背景技术
细胞培养是指通过体外的方式，使来自组织、器官或生物体的细胞在人工条件下不断增殖和传代，以获得足够多的同种细胞进行研究。细胞培养在生命科学研究中起着重要的作用，如癌症研究、药理学、遗传学、生理学等领域。这种技术需要使用一些基本设备和容器，如超净台、生物安全柜、细胞培养箱、显微镜、细胞培养板、细胞瓶和细胞皿等。选取适当的培养基和添加剂可以提供细胞增殖和生长所需的营养和生长因子。维持培养环境的温度、湿度和二氧化碳浓度等因素对于细胞的生长和扩增也非常重要。
在操作过程中，必须严格遵循无菌技术，以防止细胞培养物的污染。扎实的培训和规范化的工作流程，以及使用超净台和生物安全柜等设备，是保持菌落的纯度和确保实验结果的重要保证。
在现有技术中细胞在进行培养时需要用到细胞培养反应器，在现有技术中细胞培养反应器分为机械搅拌式生物反应器、非搅拌式生物反应器、光生物反应器，以及其他的相关新型反应器，这些反应器存在的相同漏洞即为培养基和无菌氧注入时需要通过独立泵体注入，造成排线布局混乱，配套零部件投入成本高，机械搅拌时反应器剪切力较大，不利于细胞的培养。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种细胞培养反应器以及培养方法，解决了现有技术中反应器存在的相同漏洞即为培养基和无菌氧注入时需要通过独立泵体注入，造成排线布局混乱，配套零部件投入成本高，机械搅拌时反应器剪切力较大，不利于细胞的培养的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种细胞培养反应器以及培养方法，包括底部反应板，所述底部反应板上表面中心位置固定连接有反应罐体，所述反应罐内底壁位置呈圆弧形设置，所述反应罐体顶部位置设置有顶部盖，所述顶部盖顶部位置设置有给液鼓动结构，所述反应罐体下表面中部位置设置有废液管道结构，所述废液管道结构与底部反应板侧壁呈贯穿设置。
所述废液管道结构包括顶部漏液斗，所述顶部漏液斗内底壁中心位置固定连接有内侧支撑罩，所述内侧支撑罩内壁靠近下方位置固定连接有支撑架，所述内侧支撑罩内壁上方位置固定连接有环形设置的防漏环，所述防漏环下表面内圈呈圆弧形设置，且防漏环位于圆弧形位置设置有球形设置的排液调节球，所述底部反应板上表面位置设置有调节控制盖。
通过上述技术方案，内侧支撑罩可以对细胞过滤膜进行支撑，实现对细胞进行过滤，将废弃的营养液排出，当新的营养液注入时，反应罐体内的压力升高将排液调节球顶开，实现废液排出。
优选的，所述排液调节球与支撑架之间固定连接有抵压弹簧，所述排液调节球外壁与防漏环下表面位置设置有橡胶防漏垫。
通过上述技术方案，橡胶防漏垫可以实现使得排液调节球位置密封性大大提高，避免出现漏液的情况。
优选的，所述内侧支撑罩外壁位置呈螺纹设置，且炉温连接有外部防护罩，所述外部防护罩与内侧支撑罩之间设置有细胞过滤膜，所述外部防护罩上表面位置贯穿开设有若干均匀分布的贯穿孔。
通过上述技术方案，细胞过滤膜可以避免培养的细胞在内侧支撑罩位置泄漏，使其只能排出营养液的废液。
优选的，所述反应罐体内底壁中心位置贯穿开设有排液孔，且顶部漏液斗与反应罐体下表面位于排液孔位置固定连接，所述顶部漏液斗下表面中心位置管道连接有排液管道。
优选的，所述反应罐体为透明亚克力材料，所述反应罐体外壁位置蚀刻有液位刻度尺。
通过上述技术方案，透明亚克力材料透视性好，方便通过蚀刻的液位刻度尺检测营养液的液位。
优选的，所述给液鼓动结构包括气体循环管，所述气体循环管与顶部盖上表面中心位置呈贯穿固定连接，且气体循环管延伸至反应罐体底部位置，所述气体循环管外壁下方位置贯穿开设有若干均匀分布的充气鼓动孔，所述顶部盖上表面一侧位置贯穿固定连接有排气管，所述顶部盖上表面远离排气管一侧位置固定连接有循环泵。
通过上述技术方案，通过循环泵可以实现反应罐体内气体实现循环，使得充气鼓动孔排出气体，在营养液内产生气泡，实现气体鼓动反应，较小剪切力。
优选的，所述循环泵的进气口与排气管管连接，所述循环泵出气口与气体循环管管连接，所述气体循环管外壁位置贯穿固定连接有进气管道和营养液管道，所述进气管道、营养液管道和排气管外壁位置设置有控制阀门。
一种细胞培养反应器的培养方法，具体的培养方法如下：
步骤一，将反应罐体和顶部盖进行高温灭菌，在无菌环境下冷却到室温时，将排气管和气体循环管与循环泵通过软管连接，并将进气管道与无菌氧气的气囊通过管道连接，再将营养液管道与营养液储存罐通过管道连接；
步骤二.将营养液连同菌种一起倒入反应罐体中，通过循环泵使得气体循环管实现气体循环，使得充气鼓动孔出气，实现反应罐体内的营养液和菌种被鼓动，使其生长培育；
步骤三.当营养液使用失效时，通过营养液管道注入新鲜的无菌营养液，且通过反应罐体内的氧含量检测结构检测氧气含量，当氧气含量降低，通过进气管道灌入氧气；
步骤四.在注入营养液后，利用反应罐体内存在的压力，再将排液管道位置的控制阀门打开即可实现通过反应罐体内的气压将反应罐体内废弃的营养液排出；
步骤五.反复重复步骤三和步骤四，直至细胞培养完成即可。
(三)有益效果
本发明提供了一种细胞培养反应器以及培养方法。具备以下有益效果：
本发明通过气体循环鼓动式反应，将气体充入反应罐体中，并在营养液中产生气泡，实现搅拌，反应剪切力小，不会影响细胞的培养，同时通过气体循环管可以实现作为添加无菌氧气和营养液的动力，不需要另外设置配套的泵体，降低设备成本买设备布线布管更加的简洁美观。
附图说明
图1为本发明一种细胞培养反应器的立体结构示意图；
图2为本发明一种细胞培养反应器的后视图；
图3为本发明一种细胞培养反应器的排废管道结构示意图；
图4为图3中A处的局部剖视图。
其中，1、底部反应板；2、反应罐体；3、排液孔；4、充气鼓动孔；5、进气管道；6、循环泵；7、控制阀门；8、气体循环管；9、排气管；10、营养液管道；11、废液管道结构；110、排液管道；111、顶部漏液斗；112、外部防护罩；113、内侧支撑罩；114、细胞过滤膜；115、排液调节球；116、支撑架；117、防漏环；118、抵压弹簧；12、调节控制盖；13、液位刻度尺；14、顶部盖。
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、完整的描述，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。
实施例一：
如图1-4示，本发明实施例提供一种细胞培养反应器以及培养方法，包括底部反应板1，底部反应板1上表面中心位置固定连接有反应罐体2，反应罐体2为透明亚克力材料，反应罐体2外壁位置蚀刻有液位刻度尺13，反应罐体2内底壁中心位置贯穿开设有排液孔3，且顶部漏液斗111与反应罐体2下表面位于排液孔3位置固定连接。
顶部漏液斗111下表面中心位置管道连接有排液管道110，反应罐2内底壁位置呈圆弧形设置，反应罐体2顶部位置设置有顶部盖14，顶部盖14顶部位置设置有给液鼓动结构，给液鼓动结构包括气体循环管8，气体循环管8与顶部盖14上表面中心位置呈贯穿固定连接，且气体循环管8延伸至反应罐体2底部位置。
气体循环管8外壁下方位置贯穿开设有若干均匀分布的充气鼓动孔4，顶部盖14上表面一侧位置贯穿固定连接有排气管9，顶部盖14上表面远离排气管9一侧位置固定连接有循环泵6，循环泵6的进气口与排气管9管连接，循环泵6出气口与气体循环管8管连接。
气体循环管8外壁位置贯穿固定连接有进气管道5和营养液管道10，进气管道5、营养液管道10和排气管9外壁位置设置有控制阀门7，反应罐体2下表面中部位置设置有废液管道结构11，废液管道结构11与底部反应板1侧壁呈贯穿设置。
废液管道结构11包括顶部漏液斗111，顶部漏液斗111内底壁中心位置固定连接有内侧支撑罩113，内侧支撑罩113外壁位置呈螺纹设置，且炉温连接有外部防护罩112，外部防护罩112与内侧支撑罩113之间设置有细胞过滤膜114。
外部防护罩112上表面位置贯穿开设有若干均匀分布的贯穿孔，内侧支撑罩113内壁靠近下方位置固定连接有支撑架116，内侧支撑罩113内壁上方位置固定连接有环形设置的防漏环117，防漏环117下表面内圈呈圆弧形设置，且防漏环117位于圆弧形位置设置有球形设置的排液调节球115。
排液调节球115与支撑架116之间固定连接有抵压弹簧118，排液调节球115外壁与防漏环117下表面位置设置有橡胶防漏垫，底部反应板1上表面位置设置有调节控制盖12。
实施例二：
一种细胞培养反应器的培养方法，其特征在于，具体的培养方法如下：
步骤一，将反应罐体2和顶部盖14进行高温灭菌，在无菌环境下冷却到室温时，将排气管9和气体循环管8与循环泵6通过软管连接，并将进气管道5与无菌氧气的气囊通过管道连接，再将营养液管道10与营养液储存罐通过管道连接；
步骤二.将营养液连同菌种一起倒入反应罐体2中，通过循环泵6使得气体循环管8实现气体循环，使得充气鼓动孔4出气，实现反应罐体2内的营养液和菌种被鼓动，使其生长培育；
步骤三.当营养液使用失效时，通过营养液管道10注入新鲜的无菌营养液，且通过反应罐体2内的氧含量检测结构检测氧气含量，当氧气含量降低，通过进气管道5灌入氧气；
步骤四.在注入营养液后，利用反应罐体2内存在的压力，再将排液管道110位置的控制阀门7打开即可实现通过反应罐体2内的气压将反应罐体2内废弃的营养液排出；
步骤五.反复重复步骤三和步骤四，直至细胞培养完成即可。
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 (8)

1.一种细胞培养反应器，包括底部反应板(1)，其特征在于：所述底部反应板(1)上表面中心位置固定连接有反应罐体(2)，所述反应罐(2)内底壁位置呈圆弧形设置，所述反应罐体(2)顶部位置设置有顶部盖(14)，所述顶部盖(14)顶部位置设置有给液鼓动结构，所述反应罐体(2)下表面中部位置设置有废液管道结构(11)，所述废液管道结构(11)与底部反应板(1)侧壁呈贯穿设置；
所述废液管道结构(11)包括顶部漏液斗(111)，所述顶部漏液斗(111)内底壁中心位置固定连接有内侧支撑罩(113)，所述内侧支撑罩(113)内壁靠近下方位置固定连接有支撑架(116)，所述内侧支撑罩(113)内壁上方位置固定连接有环形设置的防漏环(117)，所述防漏环(117)下表面内圈呈圆弧形设置，且防漏环(117)位于圆弧形位置设置有球形设置的排液调节球(115)，所述底部反应板(1)上表面位置设置有调节控制盖(12)。
2.根据权利要求1所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述排液调节球(115)与支撑架(116)之间固定连接有抵压弹簧(118)，所述排液调节球(115)外壁与防漏环(117)下表面位置设置有橡胶防漏垫。
3.根据权利要求1所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述内侧支撑罩(113)外壁位置呈螺纹设置，且炉温连接有外部防护罩(112)，所述外部防护罩(112)与内侧支撑罩(113)之间设置有细胞过滤膜(114)，所述外部防护罩(112)上表面位置贯穿开设有若干均匀分布的贯穿孔。
4.根据权利要求1所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述反应罐体(2)内底壁中心位置贯穿开设有排液孔(3)，且顶部漏液斗(111)与反应罐体(2)下表面位于排液孔(3)位置固定连接，所述顶部漏液斗(111)下表面中心位置管道连接有排液管道(110)。
5.根据权利要求1所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述反应罐体(2)为透明亚克力材料，所述反应罐体(2)外壁位置蚀刻有液位刻度尺(13)。
6.根据权利要求1所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述给液鼓动结构包括气体循环管(8)，所述气体循环管(8)与顶部盖(14)上表面中心位置呈贯穿固定连接，且气体循环管(8)延伸至反应罐体(2)底部位置，所述气体循环管(8)外壁下方位置贯穿开设有若干均匀分布的充气鼓动孔(4)，所述顶部盖(14)上表面一侧位置贯穿固定连接有排气管(9)，所述顶部盖(14)上表面远离排气管(9)一侧位置固定连接有循环泵(6)。
7.根据权利要求6所述的一种细胞培养反应器，其特征在于：所述循环泵(6)的进气口与排气管(9)管连接，所述循环泵(6)出气口与气体循环管(8)管连接，所述气体循环管(8)外壁位置贯穿固定连接有进气管道(5)和营养液管道(10)，所述进气管道(5)、营养液管道(10)和排气管(9)外壁位置设置有控制阀门(7)。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种细胞培养反应器的培养方法，其特征在于，具体的培养方法如下：
步骤一，将反应罐体(2)和顶部盖(14)进行高温灭菌，在无菌环境下冷却到室温时，将排气管(9)和气体循环管(8)与循环泵(6)通过软管连接，并将进气管道(5)与无菌氧气的气囊通过管道连接，再将营养液管道(10)与营养液储存罐通过管道连接；
步骤二.将营养液连同菌种一起倒入反应罐体(2)中，通过循环泵(6)使得气体循环管(8)实现气体循环，使得充气鼓动孔(4)出气，实现反应罐体(2)内的营养液和菌种被鼓动，使其生长培育；
步骤三.当营养液使用失效时，通过营养液管道(10)注入新鲜的无菌营养液，且通过反应罐体(2)内的氧含量检测结构检测氧气含量，当氧气含量降低，通过进气管道(5)灌入氧气；
步骤四.在注入营养液后，利用反应罐体(2)内存在的压力，再将排液管道(110)位置的控制阀门(7)打开即可实现通过反应罐体(2)内的气压将反应罐体(2)内废弃的营养液排出；
步骤五.反复重复步骤三和步骤四，直至细胞培养完成即可。
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