CN204111762U - 一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置。具体地，公开了一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置，其特征在于，所述低温贮存装置包括贮存罐、外套于贮存罐的保温套筒和用于控制贮存罐内温度的制冷装置和温控器，所述贮存罐设有可连接空气过滤器的换气口、用于与生物反应器出口端连接的进液口和用于与生物反应器进液端连接的出液口。本实用新型的低温贮存装置可以准确地按照工艺所需要的低温长时间地保存从反应器中排出的动物细胞培养液或微生物发酵液，具有保冷效果良好、温度控制准确、节约水资源、结构简单、设计合理、使用方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物医药领域，尤其涉及一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的贮存装置。
背景技术
目前，生物制药行业使用的细胞生物反应器，包括常规生物反应器、一次性生物反应器等，在细胞培养过程中，需要收获大量的无菌培养液，以85L反应器为例，大致需要70-90L培养基，收获液可能达到50～120L。收获的细胞培养液内所含的活性物质和有效成分，如蛋白等，均需要在8℃左右低温下保存，若长时间处在常温或高温下，上述活性物质和有效成分会失活或者失效。
然而从反应器内排出收获液，均需要盛装的容器靠近反应器，且注入或排出过程不是短时间操作或是一次性操作就可完成的，为保证培养液中的活性物质和有效成分的活性，现有的方法是：当反应器中装了一定量的液体后，立即将其存放至冰箱或冷冻储物室中，这种操作过程十分繁琐，而且由于培养液的量非常大，若只使用普通低温冰箱保存，必然会受到冰箱容积的限制；也有部分低温贮存装置采取夹套水循环冷却方法，此种方法不可精确控制温度，而且由于需要大量的冷水方可冷却，必然受到场地条件及配套工艺管线的限制，成本高，使用也不方便。
发明内容
本实用新型提供了一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置，该装置可以准确地按照工艺所需要的低温长时间地保存从反应器中排出的动物细胞培养液或微生物发酵液。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：
一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置，其特征在于，所述低温贮存装置包括贮存罐、外套于贮存罐的保温套筒、贮存罐侧面的制冷装置和温控器，所述贮存罐设有可连接空气过滤器的换气口、用于与生物反应器出口端连接的进液口和用于与生物反应器进液端连接的出液口。
优选地，上述贮存罐由顶盖和罐身组成，所述可连接空气过滤器的换气口、用于与生物反应器出口端连接的进液口和用于与生物反应器进液端连接的出液口均设置在顶盖上，所述出液口位于贮存罐内的一端连接有导液管，该导液管下端口延伸至罐身的底部并与罐身的底面具有间隙。
优选地，上述保温套筒由内向外依次分别为储冷材料层、铝筒、保温层和外套层。当通过制冷装置进行制冷时，由于保温层的作用，储冷材料层只能将冷量传递给贮存罐及其培养液，更好保持贮存罐内的低温环境。
优选地，上述制冷装置为半导体制冷装置，由半导体制冷片、导冷块、散热片、散热风扇和散热孔组成；更优选地，所述半导体制冷装置设在贮存罐罐身侧面，且制冷装置的制冷部分安装在靠近贮存罐的罐身区域，散热部分安装在制冷装置的外侧，便于冷量传递和制冷装置的散热。优选地，半导体制冷装置穿过保温套筒的外套层和保温层，且导冷块紧贴附在保温套筒的铝筒层上，以便更好传递冷量。
优选地，上述温控器设在贮存罐罐身外侧，通过电路与制冷装置连接，用于控制制冷装置的启闭。
优选地，上述的贮存罐内设有温度电极，温度电极与温控器通过电路连接，用于检测贮存罐内温度，当贮存罐内的温度达到设定值时，温度电极把该信息通过电路传递给温控器，温控器控制制冷装置停止制冷，而当贮存罐内的温度高于设定值时，温度电极把该信息通过电路传递给温控器，温控器控制制冷装置开启制冷。
优选地，上述述贮存罐罐身底部设有排污口，便于排污。
优选地，上述贮存罐罐身为圆筒状，底部为球面向下的半球状，底部中心部位的开口即为排污口，在清洗本实用新型时，可使清洗液聚集在底部，有利于彻底排出贮存罐内部的清洗液。
优选地，上述顶盖和罐身之间设有密封结构，该密封结构包括相适配的凹槽和密封法兰，使用时，所述密封法兰放置在所述凹槽内，以增强顶盖与罐身之间的密封性。
优选地，上述顶盖与罐身通过锁紧机构连接，优选地，锁紧机构为6个，沿顶盖与罐体结合处的轮廓均匀分布。
优选地，上述的顶盖上还设有提手，方便顶盖的开启。
优选地，上述的保温套筒底部设有支撑脚，所述支撑脚固定在小车平板上,方便移动，优选地，所述支撑脚为4个且分布在所述保温套筒的底部四个边角位置。
优选地，上述贮存罐与保温套筒外壳采用卫生级或者以上级别的不锈钢制成。
使用本实用新型的低温贮存装置保存从生物反应器中排出的细胞培养液或或微生物发酵液时，关闭进液口和出液口使贮存罐内始终与外界隔离空间，防止外界细菌污染贮存罐的内腔，保证所注入的细胞培养液或微生物发酵液不被污染。在需要接收或排出细胞生物反应器中的细胞培养液或微生物发酵液时，相应打开进液口或出液口与相应管道连接即可，非常方便。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型低温效果良好，温度控制精准，可以极大的满足中型及中大型细胞生物反应器收获细胞培养液或微生物发酵液需要。如本实用新型的实施例所示，实验结果表明，设定温度为7℃，在开始降温1h内，低温贮存装置内温度即从36.5℃降至7.6℃，并且在随后的2h温度波动范围均在1℃以内，在动物细胞培养液保存可接受范围以内，温度控制准确。
(2)本实用新型设置的进液口和出液口可通过快速连接接口与生物反应器出口端和进口端连接，在不使用时，只需将硅胶管及管夹封闭即可保证贮存罐内为一密闭空间，便于细胞培养液或微生物发酵液的保存。
(3)本实用新型采用半导体制冷，并采用低温储冷材料保持低温，减少了对场地条件的限制，并且节约了大量的水资源。
附图说明
图1本实用新型的的低温贮存装置的结构示意图；
图2本实用新型的低温贮存装置的半导体制冷装置3的右视图；
图3本实用新型的低温贮存装置的顶盖结构示意图；
图4本实用新型的低温贮存装置的温度控制实验结果图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，不应理解为对本实用新型的限制。
图1、图2和图3所示的一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置，由具有封闭腔室的贮存罐1、外套于贮存罐的保温套筒2、侧面的半导体制冷装置3和温控器4构成，优选地，贮存罐与保温套筒外层采用卫生级或者以上级别的不锈钢制成，保温套筒2由储冷材料层2a、铝筒2b、保温层2c和外套层2d组成。半导体制冷装置3由半导体制冷片3a、导冷块3b、散热块3c、散热风扇3d和散热孔3e组成，半导体制冷装置3穿过保温套筒2的外套层2d和保温层2c，导冷块3b紧贴附在保温套筒2的铝筒层2b上。贮存罐1由顶盖5和罐身6组成，顶盖5和罐身6可通过锁紧机构7连接，锁紧机构为6个且沿顶盖与罐体结合处的轮廓均匀分布。顶盖5上设有两个提手8、用于与生物反应器进液端接口连接的出液口9、用于与生物反应器出口端连接的进液口10、连接有空气过滤器的换气口11和凹槽17，凹槽17和与其相适配的密封法兰共同构成顶盖5和罐身6的密封结构，使用时，所述密封法兰放置凹槽17内，以增强顶盖与罐身之间的密封性；罐身6的底部设有可启闭的排污口12。温度电极16位于罐体侧面。出液口9位于顶盖5的中心部位，换气口11与进液口10分设于出液口9外围。罐身6为圆筒状，底部中心部位的开口即为排污口，在清洗本实用新型时，可使清洗液聚集在底部，有利于彻底排出贮存罐内部的清洗液。出液口9位于贮存罐内的一端连接有导液管13，该导液管13下端口延伸至罐身6的底部中心部位且与底部具有间隙。出液口9和进液口10露于外部的一端都连接有耐高温硅胶管，在不使用时，使用管夹封闭端口。温控器4位于半导体制冷装置外侧，通过电路板与半导体制冷片3a连接，可控制制冷装置的启闭。
保温套筒2底部设有四个支撑脚14，支撑脚分布在保温套筒2的底部四个边角位置，支撑脚立在小车平板15上。
使用时，先关闭出液口9，并打开连接换气口11的空气过滤器；然后打开进液口10，把生物反应器内的细胞培养液或微生物发酵液排进贮存罐1；关闭进液口10，防止外界细菌污染贮存罐1的内腔，保证所注入的细胞培养液或微生物发酵液不被污染；接通电源，通过温控器4启动制冷装置进行制冷，由于保温套筒2的保温层2c的作用，储冷材料层2a只能将冷量传递给贮存罐及贮存罐内的细胞培养液或微生物发酵液，使之保持低温环境。当贮存罐内的温度达到设定值时，温度电极通过电路把该信息传递给温控器4，温控器4进而控制制冷装置停止制冷；当贮存罐内的温度高于设定值时，温度电极通过电路把该信息传递给温控器4，温控器4进而控制制冷装置开启制冷。
按照上述方法，我们将90L生物反应器内的动物细胞培养液装到本实用新型的低温贮存装置中进行保存，保存温度设定为7℃，实验结果见附图1，实验结果表明，在开始降温1h内，低温贮存装置内温度即从36.5℃降至7.6℃，并且在随后的2h温度波动范围在1℃以内，在动物细胞培养液保存可接受范围以内，可见本实用新型的低温贮存装置温度控制准确。
本实用新型设置的进液口10和出液口9可通过快速连接接口与生物反应器出口端和进口端连接，在不使用时，只需将硅胶管及管夹封闭即可保证贮存罐内为一密闭空间，便于细胞培养液或微生物发酵液的保存。而且本实用新型低温效果良好，温度控制精准，可以极大的满足中型及中大型细胞生物反应器收获细胞培养液或微生物发酵液的需要。另外，采用半导体制冷，并采用低温储冷材料保持低温，比采取冰箱保存或夹套水循环冷却方法减少了对场地条件的限制，可节约大量的水资源。
Claims (10)
1.一种应用于大规模动物细胞培养和微生物发酵的低温贮存装置，其特征在于，所述低温贮存装置包括贮存罐、外套于贮存罐的保温套筒和用于控制贮存罐内温度的制冷装置和温控器，所述贮存罐设有可连接空气过滤器的换气口、用于与生物反应器出口端连接的进液口和用于与生物反应器进液端连接的出液口。
2.根据权利要求1所述的低温贮存装置，其特征在于，所述贮存罐由顶盖和罐身组成，所述可连接空气过滤器的换气口、与生物反应器出口端连接的进液口以及用于与生物反应器进液端连接的出液口均设置在顶盖上，所述出液口位于贮存罐内的一端连接有导液管，该导液管下端口延伸至罐身底部并与罐身底面具有间隙。
3.根据权利要求1或2所述的低温贮存装置，其特征在于所述保温套筒由内向外依次为储冷材料层、铝筒、保温层和外套层。
4.根据权利要求1或2所述的低温贮存装置，其特征在于，所述制冷装置为半导体制冷装置，由半导体制冷片、导冷块、散热片、散热风扇和散热孔组成。
5.根据权利要求4所述的低温贮存装置，其特征在于，所述半导体制冷装置设在贮存罐罐身侧面，且制冷装置的制冷部分安装在靠近贮存罐的罐身区域，散热部分安装在制冷装置的外侧。
6.根据权利要求1或2所述的低温贮存装置，其特征在于，所述贮存罐罐身底部设有排污口。
7.根据权利要求6所述的低温贮存装置，其特征在于所述贮存罐罐身为圆筒状，底部为半球状。
8.根据权利要求1或2所述的低温贮存装置，其特征在于所述贮存罐内设有温度电极，所述温度电极与温控器通过电路连接。
9.根据权利要求2所述的低温贮存装置，其特征在于，所述的顶盖和罐身之间设有密封结构，所述密封结构包括相适配的凹槽和密封法兰，所述密封法兰置于所述凹槽内，增强顶盖和罐体的密闭性；另外，设有锁紧机构，顶盖与罐体通过锁紧机构相连接，锁紧机构可以是6个且沿顶盖与罐体结合处的轮廓均匀分布；顶盖上还可设有提手。
10.根据权利要求1或2所述的低温贮存装置，其特征在于，所述的保温套筒底部设有支撑脚，所述支撑脚固定在小车平板上；所述支撑脚可以是4个且分布在所述保温套筒的底部四个边角位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN111685104A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-09-22 | 湖北明德健康科技有限公司 | 一种干细胞低温保存装置 |
| CN111903664A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-10 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 离体器官灌注系统及储肝器 |
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