CN206783689U - 一种细胞扩增培养器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供一种细胞扩增培养器，涉及细胞培养技术领域。可使细胞均匀分布，防止细胞发生接触抑制现象。一种细胞扩增培养器，包括恒温箱以及设置于所述恒温箱内的细胞反应器，所述细胞反应器用于容纳细胞，且连通有营养液，所述恒温箱内固定有驱动电机，所述细胞反应器通过固定结构与所述驱动电机连接，所述驱动电机可驱动所述固定结构转动，以带动所述细胞反应器转动本实用新型用于细胞培养。

Description

一种细胞扩增培养器

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种细胞扩增培养器。

背景技术

细胞培养泛指所有体外培养，其含义是指从动物或人体体内取出组织，通过机械的方法或酶消化的方法将组织分离成单细胞，让其在模拟体内生理环境等特定的体外条件下进行孵育培养，使之生存并生长。为了使细胞能够顺利生长，常需要检测细胞培养过程中细胞的生长环境。

现有的细胞培养供给营养液的方式一般为：将细胞接种于反应器内，再通过输送管道为细胞或组织提供营养液供其生长。这种培养方式相比将细胞接种在培养皿中的方式，营养液的输入源源不断，更利于细胞的生长。因此，在大批量的细胞培养中，渐渐开始运用。

但是，现有技术中将细胞接种于反应器内的方案，在细胞培养的过程中，细胞之间相互接触常会出现接触抑制现象。接触抑制，是指将多细胞生物的细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触，进而停止移动和生长的现象。一旦出现细胞接触抑制现象，将大大影响细胞培养的产量和效果。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种细胞扩增培养器，可使细胞均匀分布，防止细胞发生接触抑制现象。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种细胞扩增培养器，包括恒温箱以及设置于所述恒温箱内的细胞反应器，所述细胞反应器用于容纳细胞，且连通有营养液，所述恒温箱内固定有驱动电机，所述细胞反应器通过固定结构与所述驱动电机连接，所述驱动电机可驱动所述固定结构转动，以带动所述细胞反应器转动。

进一步地，所述细胞反应器为圆筒状结构，所述固定结构将所述细胞反应器的中部固定，所述驱动电机可驱动所述细胞反应器绕其中部转动。

进一步地，所述驱动电机可驱动所述细胞反应器绕所述固定结构转动的角度为0～180度。

进一步地，所述固定结构包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板扣合可将所述细胞反应器夹持固定，所述第一夹板上设有与所述驱动电机连接的连接轴。

进一步地，所述第一夹板和所述第二夹板相对的侧壁分别设有第一凹部和第二凹部，当所述第一夹板和所述第二夹板扣合时，所述第一凹部和所述第二凹部均与所述细胞反应器的外壁相抵靠。

进一步地，所述第一夹板和所述第二夹板相对的侧壁的一侧边通过铰接轴铰接，所述第一夹板绕所述铰接轴旋转，以使所述第一夹板和所述第二夹板打开或扣合。

进一步地，所述驱动电机为步进电机。

更进一步地，所述细胞反应器包括与外界密封的壳体，所述壳体内通过滤膜分割为营养液腔和细胞生长腔，所述壳体开设有与所述营养液腔连通的营养液输入口和营养液输出口，所述营养液输入口与所述营养液输出口通过营养液输送管路在所述壳体外部连通，使所述营养液输送管路与所述营养液腔形成营养液循环通道，所述营养液输送管路连接有营养液循环泵。

进一步地，所述滤膜为中空纤维管，所述营养液腔为所述中空纤维管的内部空间，所述细胞生长腔为所述中空纤维管的外部空间。

进一步地，所述细胞生长腔连通有细胞收集器，所述细胞生长腔和所述细胞收集器之间的管路连接有细胞输送泵。

本实用新型实施例提供的细胞扩增培养器，包括恒温箱以及设置于所述恒温箱内的细胞反应器，其中，恒温箱用来保证细胞生长所需要的环境温度，细胞接种于细胞反应器内，且连通有营养液，使细胞在细胞反应器内生长。由于恒温箱内固定有驱动电机，细胞反应器通过固定结构与驱动电机连接，通过驱动电机可驱动固定结构转动，进而带动细胞反应器转动，这样，细胞在细胞反应器内生长的过程中，通过细胞反应器的转动，可扰动细胞反应器内的营养液和细胞，使细胞在反应器内均匀分布，从而防止细胞接触抑制现象的发生。同时，细胞反应器的转动可促进细胞与营养液充分接触，更加有利于细胞的生长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的培养系统示意图；

图3为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的细胞反应器绕其中部转动的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的细胞反应器绕其一端转动的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的固定结构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的固定结构中第一夹板的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的细胞扩增培养器的细胞反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的实施例提供一种细胞扩增培养器，如图1所示，包括恒温箱1以及设置于恒温箱1内的细胞反应器2，细胞反应器2用于容纳细胞，且连通有营养液，恒温箱1内固定有驱动电机(图中未示出驱动电机以及细胞反应器所连通的营养液)，细胞反应器2通过固定结构3与驱动电机连接，驱动电机可驱动固定结构3转动，以带动细胞反应器2转动。

本实用新型实施例提供的细胞扩增培养器，包括恒温箱1以及设置于恒温箱1内的细胞反应器2，其中，恒温箱1用来保证细胞生长所需要的环境温度，细胞接种于细胞反应器2内，且连通有营养液，使细胞在细胞反应器内生长。由于恒温箱1内固定有驱动电机，细胞反应器2通过固定结构3与驱动电机连接，通过驱动电机可驱动固定结构3转动，进而使细胞反应器2绕固定结构3转动。这样，细胞在细胞反应器2内生长的过程中，细胞反应器2的转动，可以扰动细胞反应器2内的营养液和细胞，使细胞在反应器内均匀分布，以防止细胞发生接触抑制现象。同时，细胞反应器2的转动可促进细胞与营养液充分接触，更加有利于细胞的生长。

需要说明的是，恒温箱1为保证细胞生长所需要的环境温度的箱体，图中并未示出。同时，细胞反应器2连通有营养液，可以是如图2所示的连通有营养液储存袋4，只要能正常供给营养液即可，此处不作限定。

为适应细胞的生长，以及细胞反应器2的转动，细胞反应器2可为圆筒状结构。驱动电机驱动细胞反应器2绕固定结构3转动，即固定结构3固定细胞反应器2的位置决定了细胞反应器的转动轨迹。由于细胞反应器2为圆筒状结构，细胞反应器2的转动可以是如图3所示的绕其中部转动，也可以是如图4所示的绕其一端的位置转动。相比较来说，细胞反应器2绕其中部转动的方案中，细胞反应器2内上下两部分旋转的角度和速度基本对称，即，对细胞反应器2内的细胞和营养液的扰动比较平均。另外，固定结构3作为固定细胞反应器2的支撑点，细胞反应器2转动时其上下两部分对固定结构3的离心力保持平衡，使固定结构3固定在细胞反应器2中部时的可靠性更好。因此，参照图1和图3，细胞反应器2为圆筒状结构，固定结构3将细胞反应器2的中部固定，这样，驱动电机可驱动细胞反应器2绕其中部转动。

由于细胞反应器2需要连通营养液，通常，营养液的输送需要使用连接软管，这样，连接有软管的细胞反应器2受软管的限制，只能旋转一定的角度。通过实际验证，驱动电机可驱动细胞反应器2绕固定结构3转动的角度为0～180度，在不影响细胞反应器2上连接软管的机械特性前提下，可以保证对细胞反应器2内细胞和营养液的扰动，防止出现细胞接触抑制现象。

固定结构3只需要将细胞反应器2固定，再通过固定结构3与驱动电机连接，即可实现驱动电机驱动细胞反应器2转动。固定结构3固定细胞反应器2可以有多种实现方式，例如，如图5所示，固定结构3包括第一夹板31和第二夹板32，第一夹板31和第二夹板32扣合可将细胞反应器2夹持固定，第一夹板31上设有与驱动电机连接的连接轴33。通过第一夹板31和第二夹板32扣合可以将细胞反应器2夹持固定，通过第一夹板31上设置的连接轴33与驱动电机连接，驱动电机可以驱动第一夹板31转动，进而带动被第一夹板31和第二夹板32夹持固定的细胞反应器2转动。

由于细胞反应器2为圆筒状结构，为了第一夹板31和第二夹板32便于固定细胞反应器2，如图5和图6所示，第一夹板31和第二夹板32相对的侧壁分别设有第一凹部311和第二凹部321，当第一夹板31和第二夹板32扣合时，第一凹部311和第二凹部321均与细胞反应器2的外壁相抵靠。

需要说明的是，优选地，第一凹部311和第二凹部321的形状，与细胞反应器2的外轮廓相适应，更加有利于将细胞反应器2夹持固定。

第一夹板31和第二夹板32扣合后，需要进行相对位置的固定，才能讲细胞反应器2夹持固定，可以是通过螺钉将第一夹板31和第二夹板32的相对位置固定，也可以是如图5所示的，第一夹板31和第二夹板32相对的侧壁的一侧边通过铰接轴34铰接，第一夹板31绕铰接轴34旋转，以使第一夹板31和第二夹板32打开或扣合。相比较来说，第一夹板31和第二夹板32相对的侧壁的一侧边通过铰接轴34铰接的方案操作更加方便。

需要说明的是，在第一夹板31和第二夹板32相对的侧壁的一侧边通过铰接轴34铰接的方案中，第一夹板31和第二夹板32相对的侧壁一侧铰接，另一侧可以是通过卡扣结构固定，也可以是通过螺钉固定。

由于细胞反应器2可旋转的角度优选为0～180度，因此，优选驱动电机为步进电机。步进电机可以很好的满足细胞反应器2旋转0～180度，且运行稳定，可编程，可调速。

一般的，在细胞培养的过程中，营养液通入细胞培养器内，经过一段时间后，将废液排出，并加入新鲜的营养液。但是，这种方式造成了营养液的浪费，且不利于保持细胞生存环境的稳定。因此，如图7所示，细胞反应器2包括与外界密封的壳体21，壳体21内通过滤膜22分割为营养液腔23和细胞生长腔24，壳体21开设有与营养液腔23连通的营养液输入口25和营养液输出口26，营养液输入口25与营养液输出口26通过营养液输送管路5在壳体21外部连通，使营养液输送管路5与营养液腔23形成营养液循环通道，营养液输送管路5连接有营养液循环泵6。这样，在营养液循环泵6的作用下，营养液在营养液循环通道内循环流动。滤膜22可以让营养液腔23内的营养液通过，且阻止细胞生长腔24内的细胞通过，进而营养液腔23内的营养液可与细胞生长腔24内的细胞进行营养交换，为细胞提供营养。营养液腔23内的营养液与细胞生长腔24内的细胞进行营养交换后，继续在营养液循环通道内循环流动，带出细胞生长产生的废气，溶入新鲜氧气，进而循环利用营养液，节省资源，可保持细胞生存环境的稳定。

需要说明的是，细胞反应器2包括与外界密封的壳体21，壳体21内通过滤膜22分割为营养液腔23和细胞生长腔24，在细胞生长的过程中，细胞反应器2的转动不仅可以防止细胞接触抑制的现象，还可以调整营养液腔23和细胞生长腔24的压力差，进而加快营养液腔23和细胞生长腔24的营养液交换，更加促进细胞的生长。

参照图7，滤膜22可为中空纤维管，由于营养液循环通道内营养液不断的流动，必然对滤膜22产生较大的冲击，而中空纤维管具有自支撑的特性，在能保证营养液与细胞进行营养交换的前提下，对营养液由于流动产生的冲击具有较好的适应能力。因此，滤膜22采用中空纤维管。在采用了中空纤维管后，营养液腔23和细胞生长腔24可以根据需要灵活设置，例如，营养液腔23为中空纤维管的内部空间，细胞生长腔24为中空纤维管的外部空间。或者，营养液腔23为中空纤维管的外部空间，细胞生长腔24为中空纤维管的内部空间。

需要说明的是，中空纤维管可以是一个中空纤维管，也可以是多个中空纤维管。其中，多个中空纤维管的内外空间相比单个中空纤维管的内外空间，接触面的面积更大，进而营养液腔23内的营养液与细胞生长腔24内的细胞可以充分接触，营养的交换更加高效，因此，优选的在壳体21内设置多个中空纤维管。

在细胞培养结束后，需要将细胞收集，一般的，需要将细胞培养器拆除，然后将细胞收集到指定的容器中。但是这种人工操作的方案不够便利，且易对细胞产生污染。因此，如图2所示，细胞生长腔24连通有细胞收集器7，细胞生长腔24和细胞收集器7之间的管路连接有细胞输送泵8。这样，当需要收集细胞时，通过打开细胞输送泵8可以很方便的将细胞输送至细胞收集器7内，避免了人工操作可能带来的污染，且操作方便、收集效率高。同时，细胞输送泵8通过正反转的控制，可以实现一个方向为收集细胞，另一个方向为接种细胞。

需要说明的是，由于细胞易成团，易聚集在细胞生长腔24的内壁，可能使细胞收集不够完全，在细胞反应器1内产生一定的残留。在细胞收集前和收集时，可通过转动细胞反应器1，将聚集在细胞生长腔24内壁的细胞均匀分布，进而便于细胞收集，减少细胞残留。当然，如果营养液腔23为中空纤维管的内部空间，细胞生长腔24为中空纤维管的外部空间，细胞易聚集在中空纤维管的外壁；当营养液腔23为中空纤维管的外部空间，细胞生长腔24为中空纤维管的内部空间，细胞易聚集在中空纤维管的内壁；无论哪种情况，均可以通过转动细胞反应器1的方式，使细胞与中空纤维管脱离(悬浮细胞可以直接转动脱离，贴壁细胞需要先加酶反应再转动脱离)，便于细胞的收集。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种细胞扩增培养器，其特征在于，包括恒温箱以及设置于所述恒温箱内的细胞反应器，所述细胞反应器用于容纳细胞，且连通有营养液，所述恒温箱内固定有驱动电机，所述细胞反应器通过固定结构与所述驱动电机连接，所述驱动电机可驱动所述固定结构转动，以带动所述细胞反应器转动。

2.根据权利要求1所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述细胞反应器为圆筒状结构，所述固定结构将所述细胞反应器的中部固定。

3.根据权利要求1所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述驱动电机可驱动所述细胞反应器绕所述固定结构转动的角度为0～180度。

4.根据权利要求1所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述固定结构包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板扣合可将所述细胞反应器夹持固定，所述第一夹板上设有与所述驱动电机连接的连接轴。

5.根据权利要求4所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板相对的侧壁分别设有第一凹部和第二凹部，当所述第一夹板和所述第二夹板扣合时，所述第一凹部和所述第二凹部均与所述细胞反应器的外壁相抵靠。

6.根据权利要求4所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板相对的侧壁的一侧边通过铰接轴铰接，所述第一夹板绕所述铰接轴旋转，以使所述第一夹板和所述第二夹板打开或扣合。

7.根据权利要求1所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述驱动电机为步进电机。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述细胞反应器包括与外界密封的壳体，所述壳体内通过滤膜分割为营养液腔和细胞生长腔，所述壳体开设有与所述营养液腔连通的营养液输入口和营养液输出口，所述营养液输入口与所述营养液输出口通过营养液输送管路在所述壳体外部连通，使所述营养液输送管路与所述营养液腔形成营养液循环通道，所述营养液输送管路连接有营养液循环泵。

9.根据权利要求8所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述滤膜为中空纤维管，所述营养液腔为所述中空纤维管的内部空间，所述细胞生长腔为所述中空纤维管的外部空间。

10.根据权利要求8所述的细胞扩增培养器，其特征在于，所述细胞生长腔连通有细胞收集器，所述细胞生长腔和所述细胞收集器之间的管路连接有细胞输送泵。