CN201648375U - 一种生物发酵罐 - Google Patents

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郑振彬
陈光南
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SHANGHAI RITAI MEDICINE EQUIPMENT PROJECT CO Ltd
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SHANGHAI RITAI MEDICINE EQUIPMENT PROJECT CO Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements

Abstract

本实用新型涉及生物细胞培养设备领域，具体公开一种发酵罐，包含罐体(1)，罐体(1)中设置桨叶式搅拌器(3)，所述桨叶式搅拌器(3)位于罐体高度的1/3-1/2，其桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2，与搅拌轴(2)的角度为30°-45°。本实用新型所述发酵罐结构简单，产生剪切力小，具有广泛的工业应用前景。

Description

一种生物发酵罐
技术领域
本实用新型涉及生物细胞培养设备领域，尤其涉及一种发酵罐。
背景技术
发酵是生物工程中的重要环节，发酵设备是生物工程配套设备的重要设备。发酵设备给工程菌或工程细胞提供最佳的生长繁殖条件，包括温度、酸碱度、搅拌速度和溶解氧含量等外部条件，使工程菌或工程细胞生长繁殖后，以包含体或上清液的形式最大量地产出人们需要的各种生化物质。
目前在基因工程领域内的细菌发酵或细胞培养的发酵罐，包含罐体、控制部分，而控制部分可分为加热控制单元、pH值控制单元、溶解氧含量控制单元和搅拌速度控制单元。控制部分通过控制上述部分以控制发酵液的温度、pH值、溶解氧含量和搅拌速度，以给工程菌或工程细胞的生长繁殖提供其所需的外部条件。
发酵罐对发酵效果的影响很大。由于动物细胞无细胞壁，对剪切力敏感，因而无法靠提高搅拌转速来增加接触概率。通常的操作方式是：在贴壁期采用低搅拌转速，时搅时停；数小时后，待细胞附着于微载体表面时，维持设定的低转速，进入培养阶段。微载体培养的搅拌非常慢，最大速度75r/min。
现有发酵罐的搅拌单元一般位于发酵罐的底部，体积较大，需要产生的较大剪切力才能使发酵罐内营养物质均匀，对罐体内培养的细胞有不利的影响。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种结构简单、产生剪切力小的发酵罐。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种发酵罐，包含罐体1，罐体1中设置桨叶式搅拌器3，见附图1。
优选的，所述桨叶式搅拌器3位于罐体1高度的1/3-1/2。
更优选的，所述桨叶式搅拌器3的桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2。
更优选的，所述桨叶式搅拌器3的桨叶与搅拌轴2的角度为30°-45°。
发酵罐主要由罐体和控制部分组成，罐体上部设有可插置温度传感器、pH探头和溶氧电极的插口，控制部分分为加热单元、pH值控制单元、溶解氧含量控制单元和搅拌速度控制单元。在细胞培养过程中，使用者可选择不同规格的搅拌桨在不同的培养条件下使用。优选地，搅拌桨工作状态的转速范围为30-200rpm。
本实用新型所述发酵罐不但可以减小搅拌器的体积，搅拌效果均匀，且产生的剪切力小，有利于细胞的培养。
附图说明
图1是本实用新型所述发酵罐罐体的剖面图；
附图标记说明：
1-罐体；
2-搅拌轴；
3-桨叶式搅拌器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型发酵罐罐体的剖视图。
发酵罐主要由罐体和控制部分组成，如图1所示，本实用新型发酵罐罐体1内设置搅拌轴2和搅拌浆3，罐体上部还设有可插置温度传感器、pH探头和溶氧电极的插口，控制部分分为加热单元、pH值控制单元、溶解氧含量控制单元和搅拌速度控制单元，分别控制发酵液的温度、pH值、溶解氧含量和搅拌速度。
与现有技术相比，本实用新型所述发酵罐的设计减小了搅拌装置的体积，使搅拌效果更加均匀，产生剪切力小。
实施例1：利用本实用新型所述发酵罐进行Marc145细胞培养
细胞：Marc145细胞
载体：片状纤维载体(40g/L)
培养基：Marc145细胞生物反应器专用培养基(MD900)
血清：小牛血清(8％)
方法：
称取300g片状纤维载体(聚乙烯无纺布，圆形，直径1.5mm，厚度为0.2mm)，用常规方法洗涤，放入本实用新型所述生物反应器的罐体中，桨叶式搅拌器位于罐体高度的1/3，其桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2，桨叶与搅拌轴的角度为30°。原位高压灭菌，降温后，用MD900培养基洗涤片状纤维载体，备用。
取生长良好的Marc145细胞，制备为细胞悬液，按合适比例接种反应器中。开启反应器，设定适合的温度、PH、搅拌速度、氧含量等培养参数，进行反应器培养条件自动控制。
反应器培养1-2天后，开启补液泵，向反应器中补加新鲜的培养基，并开启称重自动控制，以一倍的容积进行灌流培养。
每天取反应器中片状纤维载体，用显微镜进行观察，并用结晶紫染液进行细胞计数。
Marc145细胞接种反应器中，细胞很快贴壁伸展；培养1天后细胞形态饱满、生长良好，每个微载体上平均生长10-15个细胞；培养第2天后细胞形态更加立体，轮廓清晰，细胞数量明显增加，少量片状纤维载体上细胞几乎长满；培养第3天后，片状纤维载体上细胞基本长满，细胞形态健康；培养第4天后，片状纤维载体上细胞更加致密，细胞密度达到10×106个/ml以上；继续培养至第10天，片状纤维载体上细胞依然良好，没有明显细胞脱落现象。
实施例2：利用本实用新型所述发酵罐进行Vero细胞培养
称取300g片状纤维载体(聚乙烯无纺布，圆形，直径6mm，厚度为0.5mm)，用常规方法洗涤，放入本实用新型所述生物反应器的罐体中，桨叶式搅拌器位于罐体高度的1/2，其桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2，桨叶与搅拌轴的角度为45°，原位高压灭菌，降温后，用MD900培养基洗涤片状纤维载体，备用。
取生长良好的Vero细胞，制备为细胞悬液，按合适比例接种反应器中。开启反应器，设定适合的温度、PH、搅拌速度、氧含量等培养参数，进行反应器培养条件自动控制。片状纤维载体浓度为40g/l。
反应器培养1-2天后，开启补液泵，向反应器中补加新鲜的培养基，以一倍的容积，进行灌流培养。
每天取反应器中片状纤维载体，用显微镜进行观察，并用结晶紫染液进行细胞计数。
Vero细胞接种反应器中，细胞很快贴壁伸展；培养1天后细胞形态饱满、生长良好，每个微载体上平均生长10-15个细胞；培养第2天后细胞形态更加立体，轮廓清晰，细胞数量明显增加，少量片状纤维载体上细胞几乎长满；培养第3天后，片状纤维载体上细胞基本长满，细胞形态健康；培养第4天后，片状纤维载体上细胞更加致密，细胞密度达到15×106个/ml以上；继续培养至第10天，片状纤维载体上细胞依然良好，没有明显细胞脱落现象。
实施例3：利用本实用新型所述发酵罐进行293细胞培养
称取300g片状纤维载体(聚乙烯无纺布，圆形，直径6mm，厚度为0.5mm)，用常规方法洗涤，放入本实用新型所述生物反应器的罐体中，桨叶式搅拌器位于罐体高度的2/5，其桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2，桨叶与搅拌轴的角度为40°，原位高压灭菌，降温后，用MD900培养基洗涤片状纤维载体，备用。
取生长良好的293细胞，制备为细胞悬液，按合适比例接种反应器中。开启反应器，设定适合的温度、PH、搅拌速度、氧含量等培养参数，进行反应器培养条件自动控制。
反应器培养1-2天后，开启补液泵，向反应器中补加新鲜培养基，并开启称重自动控制，一倍的容积进行灌流培养。
每天取反应器中片状纤维载体，用显微镜进行观察，并用结晶紫染液进行细胞计数。
293细胞接种与反应器中，细胞很快贴壁伸展；培养1天后细胞形态饱满、生长良好，每个微载体上平均生长10-15个细胞；培养第2天后细胞形态更加立体，轮廓清晰，细胞数量明显增加，少量片状纤维载体上细胞几乎长满；培养第3天后，片状纤维载体上细胞基本长满，细胞形态健康；培养第4天后，片状纤维载体上细胞更加致密，细胞密度达到20×106个/ml以上；继续培养至第10天，片状纤维载体上细胞依然良好，没有明显细胞脱落现象。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种发酵罐，包含罐体(1)，其特征在于：罐体(1)中设置桨叶式搅拌器(3)。
2.如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于：所述桨叶式搅拌器(3)位于罐体(1)高度的1/3-1/2。
3.如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于：所述桨叶式搅拌器(3)的桨叶回转直径与罐体内径之比为1∶2。
4.如权利要求1-3任一项所述的发酵罐，其特征在于：所述桨叶式搅拌器(3)的桨叶与搅拌轴(2)的角度为30°-45°。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103614298A (zh) * 2013-12-11 2014-03-05 常州英德生物科技有限公司 一种细胞培养方法及其使用的细胞培养板

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