CN201981204U - 用于细胞培养的生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及细胞生物反应器领域，公开了一种用于细胞培养的生物反应器，包括生物反应器，生物反应器与竖直方向呈10～45度的倾斜角，生物反应器的上部设置有回流冷凝器和过滤器，生物反应器两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区，底部接入区下方设置有气体分布器，气体分布器上设置有进气过滤器，进气过滤器上设置有流量计。本实用新型结构简单，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。
Description
技术领域
本实用新型涉及细胞生物反应器领域，尤其涉及了一种用于细胞培养的生物反应器。
背景技术
许多细胞系对流体剪切力非常敏感，如机械应力。一般来说，动物细胞、昆虫细胞和植物细胞都因具有剪切敏感性难以大规模培养。剪切敏感的细胞生物反应器要求提供低速搅拌，尽量减少机械剪切，同时却又须提供足够的细胞和培养液间混合和曝气。维持两者的平衡一直以来就是个难题。
传统气升式反应器，气体通过容器中心处插入的一根通气管进入反应器，上升的气泡提供氧气维持细胞的生长。这个过程，气泡会聚集或合并成更大的气泡，到达气液接触面时破裂，由此引起的强烈的流体剪切力，严重影响剪切敏感细胞的生产和繁殖。
搅拌式生物反应器是一种搅拌釜式反应器，通过安装在中轴位置的转子和叶轮的旋转，完成曝气供氧。这种手段通常容易在液体液中产生湍流，带来巨大的剪切应力，将损害细胞，尤其是剪切敏感细胞。
美国专利US4906577公开了一种生物反应器具有较低的搅拌，对剪切应力进行削弱。美国专利US5057429公开了一种细胞培养装置，将细胞和培养液置于半透膜的袋内，对整个袋体进行轻微的旋转和不同角度的振动。这些专利采取的方式为搅拌、或振动，采取的措施多为如何减少搅拌，减弱机械剪切作用，都一定程度上存在着如装置设计复杂，需要额外搅拌动力，气泡破裂损伤细胞的缺陷。
发明内容
本实用新型针对现有技术中装置结构设计复杂，需要额外搅拌动力，流体机械剪切或泡沫破裂损伤细胞的缺点，提供了一种结构简单，无需机械搅拌，避免流体机械剪切或泡沫破裂损伤细胞的用于细胞培养的生物反应器。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
用于细胞培养的生物反应器，包括生物反应器，生物反应器与竖直方向呈10～45度的倾斜角，生物反应器的上部设置有回流冷凝器和过滤器，生物反应器两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区，底部接入区下方设置有气体分布器，气体分布器上设置有进气过滤器，进气过滤器上设置有流量计。
作为优选，所述的生物反应器为圆柱形容器。
作为优选，所述的生物反应器外包裹有用于控制反应器温度的加热套管，加热套管下部的侧壁上设置有热水进口，加热套管上部的侧壁上设置有热水出口。
作为优选，所述的生物反应器内设置有与生物反应器侧壁平行的隔离板。
作为优选，所述的底部接入区的形状为锥形，底部接入区的侧壁与生物反应器侧壁形成145～160度的夹角。
作为优选，所述的底部接入区的形状为半球体或不规则球体。
作为优选，所述的生物反应器的侧壁包括上壁和下壁，下壁上设置有进料管口，进料管口通过进料管分别与试样瓶相连。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本实用新型结构简单，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。
附图说明
图1是本实用新型的连接结构示意图。
图2是本实用新型的细胞和培养液流向示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1-生物反应器、2-回流冷凝器、3-过滤器、4-底部接入区、5-气体分布器、6-进气过滤器、7-流量计、8-加热套管、9-热水进口、10-热水出口、11-上壁、12-下壁、13-进料管口、14-进料管、15-试样瓶、16-试样瓶、17-试样瓶。
具体实施方式
下面结合附图1至图2与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
用于细胞培养的生物反应器，如图1至图2所示，包括生物反应器1，生物反应器1为圆柱形容器，生物反应器1与竖直方向呈10度的倾斜角，生物反应器1的上部设置有回流冷凝器2和过滤器3，生物反应器1两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区4，底部接入区4下方设置有气体分布器5，气体分布器5上设置有进气过滤器6，进气过滤器6上设置有流量计7。
生物反应器1外包裹有用于控制反应器温度的加热套管8，加热套管8下部的侧壁上设置有热水进口9，加热套管8上部的侧壁上设置有热水出口10。
生物反应器1内设置有与生物反应器1侧壁平行的隔离板。
底部接入区4的形状为锥形，底部接入区4的侧壁与生物反应器1侧壁形成145度的夹角。
生物反应器1的侧壁包括上壁11和下壁12，下壁12上设置有进料管口13，进料管口13通过进料管14分别与试样瓶15、16、17相连。
实施例2
用于细胞培养的生物反应器，如图1至图2所示，包括生物反应器1，生物反应器1为圆柱形容器，生物反应器1与竖直方向呈20度的倾斜角，生物反应器1的上部设置有回流冷凝器2和过滤器3，生物反应器1两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区4，底部接入区4下方设置有气体分布器5，气体分布器5上设置有进气过滤器6，进气过滤器6上设置有流量计7。
生物反应器1外包裹有用于控制反应器温度的加热套管8，加热套管8下部的侧壁上设置有热水进口9，加热套管8上部的侧壁上设置有热水出口10。
生物反应器1内设置有与生物反应器1侧壁平行的隔离板。
底部接入区4的形状为锥形，底部接入区4的侧壁与生物反应器1侧壁形成150度的夹角。
生物反应器1的侧壁包括上壁11和下壁12，下壁12上设置有进料管口13，进料管口13通过进料管14分别与试样瓶15、16、17相连。
实施例3
用于细胞培养的生物反应器，如图1至图2所示，包括生物反应器1，生物反应器1为圆柱形容器，生物反应器1与竖直方向呈45度的倾斜角，生物反应器1的上部设置有回流冷凝器2和过滤器3，生物反应器1两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区4，底部接入区4下方设置有气体分布器5，气体分布器5上设置有进气过滤器6，进气过滤器6上设置有流量计7。
生物反应器1外包裹有用于控制反应器温度的加热套管8，加热套管8下部的侧壁上设置有热水进口9，加热套管8上部的侧壁上设置有热水出口10。
生物反应器1内设置有与生物反应器1侧壁平行的隔离板，可以有效增加气流、培养液的循环回路。
底部接入区4的形状为锥形，底部接入区4的侧壁与生物反应器1侧壁形成160度的夹角。
生物反应器1的侧壁包括上壁11和下壁12，下壁12上设置有进料管口13，进料管口13通过进料管14分别与试样瓶15、16、17相连。
实施例4
用于细胞培养的生物反应器，如图1至图2所示，包括生物反应器1，生物反应器1为圆柱形容器，生物反应器1与竖直方向呈45度的倾斜角，生物反应器1的上部设置有回流冷凝器2和过滤器3，生物反应器1两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区4，底部接入区4下方设置有气体分布器5，气体分布器5上设置有进气过滤器6，进气过滤器6上设置有流量计7。
生物反应器1外包裹有用于控制反应器温度的加热套管8，加热套管8下部的侧壁上设置有热水进口9，加热套管8上部的侧壁上设置有热水出口10。
生物反应器1内设置有与生物反应器1侧壁平行的隔离板，可以有效增加气流、培养液的循环回路。
底部接入区4的形状为半球体或不规则球体，避免在底部形成死角，不利于培养液和细胞的循环和流通。
生物反应器1的侧壁包括上壁11和下壁12，下壁12上设置有进料管口13，进料管口13通过进料管14分别与试样瓶15、16、17相连。
培养液在气体的抬升作用沿着上壁11上升，而细胞则有向下壁12移动的趋势。但在气泡上壁11一侧的气液接触面逸出，细胞和培养液在重力的作用下，则沿着下壁12移动，这种设计减少了气泡的破裂对细胞的损伤和消灭。
生物反应器1是一静态装置，仅仅反应器底部接入气体，不需要机械搅拌。
本实用新型公开的细胞培养的生物反应器，可以应用于培养任何类型的细胞和组织，包括自然生长细胞，基因突变细胞或是混合细胞。这些细胞可悬浮生长，也可附着于基板或凝胶微载体。如，动物细胞，微生物细胞，植物细胞，藻类细胞等等。培养液的选用取决于所培养的细胞。提供的培养基应包含细胞所需的最低的必须营养物质，一般地，培养液是碳水化合物的来源，还含有氨基酸、矿物质及维生素等，经常采用哺乳动物血清作为培养液的营养补给。
本实用新型结构简单，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。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.用于细胞培养的生物反应器，包括生物反应器(1)，其特征在于：所述的生物反应器(1)与竖直方向呈10～45度的倾斜角，生物反应器(1)的上部设置有回流冷凝器(2)和过滤器(3)，生物反应器(1)两侧壁的底部向内收缩形成底部接入区(4)，底部接入区(4)下方设置有气体分布器(5)，气体分布器(5)上设置有进气过滤器(6)，进气过滤器(6)上设置有流量计(7)。
2.根据权利要求1所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的生物反应器(1)为圆柱形容器。
3.根据权利要求1或2所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的生物反应器(1)外包裹有用于控制反应器温度的加热套管(8)，加热套管(8)下部的侧壁上设置有热水进口(9)，加热套管(8)上部的侧壁上设置有热水出口(10)。
4.根据权利要求1或2所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的生物反应器(1)内设置有与生物反应器(1)侧壁平行的隔离板。
5.根据权利要求1所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的底部接入区(4)的形状为锥形，底部接入区(4)的侧壁与生物反应器(1)侧壁形成145～160度的夹角。
6.根据权利要求1所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的底部接入区(4)的形状为半球体。
7.根据权利要求1所述的用于细胞培养的生物反应器，其特征在于：所述的生物反应器(1)的侧壁包括上壁(11)和下壁(12)，下壁(12)上设置有进料管口(13)，进料管口(13)通过进料管(14)分别与试样瓶(15、16、17)相连。
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