CN213113366U - 一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及外泌体的制备和分离技术，具体涉及一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，包括培养装置、分离装置和收集装置；所述培养装置包括细胞培养室，用于培养细胞使细胞分泌外泌体，所述细胞培养室的底部为斗状，所述细胞培养室的设有加料口；所述分离装置包括过滤室和分离室，所述过滤室设置有过滤组件，用于去除细胞及其碎片，所述分离室内设有离心机，用于对滤液进行离心操作；所述收集装置包括集液室和制冷室，用于收集并低温保存分离液。本实用新型使用中空纤维过滤膜来初步分离出外泌体，对细胞培养上清进行预处理；无搅拌桨设计，避免了产生机械剪切力损伤培养细胞，能大量培养细胞来分泌外泌体，结构简单，设计巧妙。
Description
技术领域
本实用新型涉及外泌体的制备和分离技术，具体涉及一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器。
背景技术
外泌体是胞内多泡体与细胞膜融合后，释放到细胞外的膜性小囊泡，是细胞间信号传输的载体。外泌体可以通过细胞外刺激、微生物攻击和其他应激条件的诱导等而生成。目前普遍的观点认为，异于普通微泡直接由细胞出芽脱落生成，外泌体的形成始于细胞内陷形成早期内体，随后在内体转运复合体及一些相关蛋白的调控下，早期内体内出芽形成多个室内小囊泡构成的MVB，后者最后在GTP酶家族中的 RAB酶的调节下与细胞膜融合向外界分泌室内囊泡，即外泌体。外泌体的功能取决于其所来源的细胞类型，其可参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等方方面面。有研究表明肿瘤来源的外泌体参与到肿瘤细胞与基底细胞的遗传信息的交换，从而导致大量新生血管的生成，促进了肿瘤的生长与侵袭。
生物反应器是细胞大规模悬浮培养的核心设备，能够有效的增加细胞单位体积的培养密度。动物细胞培养生物反应器根据其内部是否有搅拌桨，分为搅拌式细胞培养生物反应器和非搅拌式细胞培养生物反应器。搅拌式细胞培养反应器通过搅拌桨旋转产生涡流，完成对培养液的曝气供氧，但这种方式产生的机械剪切力较大，极易损伤细胞。目前，只能通过控制搅拌转速来减轻对细胞的影响，但问题依然存在。
实用新型内容
为了解决上述存在的问题，本实用新型提供了一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，采用摇动方式使培养液运动，避免因剪切力造成的细胞损伤。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，包括：培养装置、分离装置和收集装置；
所述培养装置包括细胞培养室，用于培养细胞使细胞分泌外泌体，所述细胞培养室的底部为斗状，所述细胞培养室的设有加料口；
所述分离装置包括过滤室和分离室，所述过滤室设置有过滤组件，用于去除细胞及其碎片，所述分离室内设有离心机，用于对滤液进行离心操作；
所述收集装置包括集液室和制冷室，用于收集并低温保存分离液。
进一步的，所述培养装置还包括位于细胞培养室底部的叫板组件，所述叫板组件包括曲柄、连杆、滑块、滑轨，所述叫板组件为对心曲柄滑块机构，还包括驱动叫板组件的驱动电机，所述曲柄的一端与驱动电机的输出轴连接，其另一端与连杆转动连接，连杆的另一端与滑块通过转动轴转动连接，滑块在滑轨内滑动，所述细胞培养室底部与转动轴连接，所述转动轴套设有减震弹簧。
进一步的，所述细胞培养室设有上清液出口，在完成细胞培养后用于导出细胞培养上清液，所述上清液出口设有第一阀门，所述上清液出口连通有第一导液管。
进一步的，所述过滤组件包括中心管、中空纤维过滤膜、滤液出口，所述中心管竖直设于过滤室内，所述第一导液管与中心管的上端连通，所述中心管的底端封闭，所述中心管的管壁开设有排水孔，所述过滤室内设有一圈保护网，所述中心管与保护网之间设置若干中空纤维过滤膜，所述中空纤维过滤膜呈同心圆状设置，所述中空纤维过滤膜的上下两端均密封设置，所述过滤室的底部设置滤液出口。
进一步的，所述中空纤维过滤膜为中空纤维超滤膜。
进一步的，所述滤液出口连通有第二导液管，第二导液管与分离室的入口连接，所述分离室的出口连通有第三导液管。
进一步的，所述第三导液管与集液室的入口连通，所述集液室位于制冷室的内部，所述集液室采用导热材料，所述制冷室内设有制冷组件，用于降低集液室的温度。
进一步的，所述制冷室的温度在-70℃～-80℃。
进一步的，所述培养装置还包括监测装置，用于实时监测细胞培养过程中细胞生长的环境状态。
进一步的，所述培养装置、分离装置和收集装置均在无菌环境下设置和使用。
本实用新型的有益效果是：
1.采用对心曲柄滑块机构，摇动细胞培养室的底部，内部的细胞培养液也随着运动，无搅拌桨设计，避免了产生机械剪切力损伤培养细胞；
2.本实用新型能大量培养细胞来分泌外泌体，结构简单，设计巧妙；
3.使用中空纤维过滤膜来去除上清液中细胞及其碎片，初步分离出外泌体，对细胞培养上清进行预处理，多层的中空纤维过滤膜提高了过滤效果。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为搅拌组件的俯视图；
图3为过滤室的剖视图。
其中：1、细胞培养室，2、加料口，3、过滤室，4、分离室，5、曲柄，6、连杆，7、滑块，8、滑轨，9、驱动电机，10、转动轴，11、减震弹簧，12、上清液出口，13、第一阀门，14第一导液管，15、中心管，16、中空纤维过滤膜，17、滤液出口，18、保护网，19、第二导液管，20、第三导液管，21、集液室，22、制冷室，23、排水孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步详细说明，应当指出的是，具体实施方式只是对本实用新型的详细说明，不应视为对本实用新型的限定。
结合图1至3，一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，包括：培养装置、分离装置和收集装置；
培养装置包括细胞培养室1，用于培养细胞使细胞分泌外泌体，细胞培养室1的底部为斗状，细胞培养室1的设有加料口2；
分离装置包括过滤室3和分离室，过滤室3设置有过滤组件，用于去除细胞及其碎片，分离室内设有离心机，用于对滤液进行离心操作；
收集装置包括集液室21和制冷室22，用于收集并低温保存分离液。
进一步的，培养装置还包括位于细胞培养室1底部的叫板组件，叫板组件包括曲柄5、连杆6、滑块7、滑轨8，叫板组件为对心曲柄 5滑块7机构，还包括驱动叫板组件的驱动电机9，曲柄5的一端与驱动电机9的输出轴连接，其另一端与连杆6转动连接，连杆6的另一端与滑块7通过转动轴10转动连接，滑块7在滑轨8内滑动，细胞培养室1底部与转动轴10连接，转动轴10套设有减震弹簧11。
进一步的，细胞培养室1设有上清液出口12，在完成细胞培养后用于导出细胞培养上清液，上清液出口12设有第一阀门13，上清液出口12连通有第一导液管14。
进一步的，过滤组件包括中心管15、中空纤维过滤膜16、滤液出口17，中心管15竖直设于过滤室3内，第一导液管14与中心管 15的上端连通，中心管15的底端封闭，中心管15的管壁开设有排水孔23，过滤室3内设有一圈保护网18，中心管15与保护网18之间设置若干中空纤维过滤膜16，中空纤维过滤膜16呈同心圆状设置，中空纤维过滤膜16的上下两端均密封设置，过滤室3的底部设置滤液出口17。
进一步的，中空纤维过滤膜16为中空纤维超滤膜。
进一步的，滤液出口17连通有第二导液管19，第二导液管19 与分离室4的入口连接，分离室4的出口连通有第三导液管20。
进一步的，第三导液管20与集液室21的入口连通，集液室21 位于制冷室22的内部，集液室21采用导热材料，制冷室22内设有制冷组件，用于降低集液室21的温度。
进一步的，制冷室22的温度在-70℃～-80℃。
进一步的，培养装置还包括监测装置，用于实时监测细胞培养过程中细胞生长的环境状态。
进一步的，培养装置、分离装置和收集装置均在无菌环境下设置和使用。
工作原理：
通过加料口2将细胞培养液加入细胞培养室1，启动驱动电机9，使细胞液能够发生运动，为细胞生长创造一个动态的环境，监测装置监测细胞生长过程的环境状态，完成培养后，打开第一阀门13，上清液沿上清液出口12流入中心管15，沿排水孔23通过中空纤维过滤膜16，滤液从保护网18处流出，在过滤室3底部汇集，从滤液出口17处流出，沿第二导液管19流入分离室，经过分离后的分离液沿三导液管进入集液室21，最终产物被收集在集液室21，并在制冷组件的作用下进行低温保存。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，包括培养装置、分离装置和收集装置；
所述培养装置包括细胞培养室(1)，用于培养细胞使细胞分泌外泌体，所述细胞培养室(1)的底部为斗状，所述细胞培养室(1)的设有加料口(2)；
所述分离装置包括过滤室(3)和分离室，所述过滤室(3)设置有过滤组件，用于去除细胞及其碎片，所述分离室内设有离心机，用于对滤液进行离心操作；
所述收集装置包括集液室(21)和制冷室(22)，用于收集并低温保存分离液。
2.根据权利要求1所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述培养装置还包括位于细胞培养室(1)底部的叫板组件，所述叫板组件包括曲柄(5)、连杆(6)、滑块(7)、滑轨(8)，所述叫板组件为对心曲柄(5)滑块(7)机构，还包括驱动叫板组件的驱动电机(9)，所述曲柄(5)的一端与驱动电机(9)的输出轴连接，其另一端与连杆(6)转动连接，连杆(6)的另一端与滑块(7)通过转动轴(10)转动连接，滑块(7)在滑轨(8)内滑动，所述细胞培养室(1)底部与转动轴(10)连接，所述转动轴(10)套设有减震弹簧(11)。
3.根据权利要求2所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述细胞培养室(1)设有上清液出口(12)，在完成细胞培养后用于导出细胞培养上清液，所述上清液出口(12) 设有第一阀门(13)，所述上清液出口(12)连通有第一导液管(14)。
4.根据权利要求3所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述过滤组件包括中心管(15)、中空纤维过滤膜(16)、滤液出口(17)，所述中心管(15)竖直设于过滤室(3)内，所述第一导液管(14)与中心管(15)的上端连通，所述中心管(15)的底端封闭，所述中心管(15)的管壁开设有排水孔(23)，所述过滤室(3)内设有一圈保护网(18)，所述中心管(15)与保护网(18)之间设置若干中空纤维过滤膜(16)，所述中空纤维过滤膜(16)呈同心圆状设置，所述中空纤维过滤膜(16)的上下两端均密封设置，所述过滤室(3)的底部设置滤液出口(17)。
5.根据权利要求4所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述中空纤维过滤膜(16)为中空纤维超滤膜。
6.根据权利要求4所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述滤液出口(17)连通有第二导液管(19)，第二导液管(19)与分离室(4)的入口连接，所述分离室(4)的出口连通有第三导液管(20)。
7.根据权利要求6所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述第三导液管(20)与集液室(21)的入口连通，所述集液室(21)位于制冷室(22)的内部，所述集液室(21)采用导热材料，所述制冷室(22)内设有制冷组件，用于降低集液室(21)的温度。
8.根据权利要求1所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述制冷室(22)的温度在-70℃～-80℃。
9.根据权利要求1所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述培养装置还包括监测装置，用于实时监测细胞培养过程中细胞生长的环境状态。
10.根据权利要求1所述的一种用于外泌体分泌、分离和收集的生物反应器，其特征在于，所述培养装置、分离装置和收集装置均在无菌环境下设置和使用。
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