CN215415469U - 一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，包括反应器本体，所述反应器本体顶部中心位置固定设置有电机，所述电机输出轴端部传动连接有搅拌轴，所述搅拌轴外周面连接有搅拌叶，所述反应器本体顶部一侧贯穿设置有一体式回流管。本实用新型通过第一硅胶管以及第二硅胶管实现无菌循环，因此使用时不需要进行取样的操作，可以保证反应器本体使用的无菌性能，葡萄糖浓度A/D变送器将信号集成到生物反应器控制器&人机界面HMI上的生物反应器控制器中，进行数据的实时记录，并通过生物反应器控制器&人机界面HMI上的人机界面HMI进行实时显示，实现了真正的在线检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及葡萄糖浓度在线检测技术领域，具体涉及一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器。
背景技术
葡萄糖浓度是生物反应器使用过程中需要重点检测的一个参数，在大多数培养中，葡萄糖浓度的水平对培养结果有非常大的影响，传统的反应器对葡萄糖浓度检测方法是对反应器内部进行取样，通过分光光度仪或生化分析仪进行检测，先进的反应器对葡萄糖浓度检测方法是通过光谱仪进行在线分析，进而得到浓度结果，其都有不足之处。
传统的反应器对葡萄糖浓度检测的不足：1、取样的过程可能会造成反应器内部污染，导致培养失败；2、取样不可以频繁进行，得到的数据离散不连续，不能反映过程变化；3、分光光度仪或生化分析仪的检测需要对原液进行稀释，得到的结果精准度差。
先进的反应器对葡萄糖浓度检测的不足：1、在线分析的回流管路在反应器上需要一进一出两个接口，但是反应器上接口数量有限，不够用；2、回流到反应器中去的培养液中含有活细胞，从顶部滴下去溅落到液面时产生的“爆炸力”会使细胞破碎，对培养结果造成巨大影响；3、光谱仪的设备价格非常高，是传统检测装置的数千倍；4、光谱仪的操作使用需要专业技能，无法普及使用；5、光谱仪得到的结果在其自己的系统中，不能进行数据在线共享，需要手动输入，对反应器而言，实际依然是“离线的。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，通过第一硅胶管以及第二硅胶管实现无菌循环，因此使用时不需要进行取样的操作，可以保证反应器本体使用的无菌性能，葡萄糖浓度A/D变送器将信号集成到生物反应器控制器&人机界面HMI上的生物反应器控制器中，进行数据的实时记录，并通过生物反应器控制器&人机界面HMI上的人机界面HMI进行实时显示，实现了真正的在线检测，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，包括反应器本体，所述反应器本体顶部中心位置固定设置有电机，所述电机输出轴端部传动连接有搅拌轴，所述搅拌轴外周面连接有搅拌叶，所述反应器本体顶部一侧贯穿设置有一体式回流管，所述反应器本体靠近一体式回流管的一侧设置有蠕动泵、葡萄糖浓度传感器以及葡萄糖浓度A/D变送器，所述反应器本体远离一体式回流管的一侧设置有生物反应器控制器&人机界面HMI。
优选的，所述搅拌叶设置有两组，每组所述搅拌叶均设置有两个。
优选的，所述蠕动泵与一体式回流管之间连接有第一硅胶管。
优选的，所述蠕动泵与葡萄糖浓度传感器之间连接有第二硅胶管。
优选的，所述葡萄糖浓度传感器输入端与一体式回流管电性连接，所述葡萄糖浓度传感器输出端与葡萄糖浓度A/D变送器输入端电性连接。
优选的，所述葡萄糖浓度A/D变送器输出端与生物反应器控制器&人机界面HMI输入端电性连接，所述生物反应器控制器&人机界面HMI输出端与电机输入端电性连接。
在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：
1、葡萄糖浓度传感器是一类基于酶反应原理的传感器，具有可连续反应并反馈信号的功能，并且反馈的信号与葡萄糖浓度的对应关系非常好，精准度也非常高，葡萄糖浓度A/D变送器将葡萄糖浓度传感器反馈的信号变成数字信号，并通过通讯协议，与生物反应器控制器&人机界面HMI连接，将定制的葡萄糖浓度传感器通过伽玛射线进行无菌消毒，能够充分保证使用过程中的无菌性能，本设计通过第一硅胶管以及第二硅胶管实现无菌循环，因此使用时不需要进行取样的操作，可以保证反应器本体使用的无菌性能。
2、通过设计将传统的2根管路套叠，合并为一根，这样只需要一个接口，减少了对反应器本体的接口数量需求，同时，将回流管路套在抽液管外面，回流的液体可以通过里面的管路引流落入培养液中，消除了“从顶部滴下去溅落到液面时产生的“爆炸力”会使细胞破碎，对培养结果造成巨大影响”的影响，葡萄糖浓度传感器基于酶反应原理的葡萄糖浓度检测精度是非常高的，并且由于酶反应是连续进行，因此，可以获得连续的反馈信号，葡萄糖浓度A/D变送器将信号集成到生物反应器控制器&人机界面HMI上的生物反应器控制器中，进行数据的实时记录，并通过生物反应器控制器&人机界面HMI上的人机界面HMI进行实时显示，实现了真正的在线检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、反应器本体；2、电机；3、搅拌轴；4、搅拌叶；5、一体式回流管； 6、蠕动泵；7、葡萄糖浓度传感器；8、葡萄糖浓度A/D变送器；9、生物反应器控制器&人机界面HMI；10、第一硅胶管；11、第二硅胶管。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
本实用新型提供了如图1所示的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，包括反应器本体1，所述反应器本体1顶部中心位置固定设置有电机2，所述电机2输出轴端部传动连接有搅拌轴3，所述搅拌轴3外周面连接有搅拌叶4，所述反应器本体1顶部一侧贯穿设置有一体式回流管5，所述反应器本体1靠近一体式回流管5的一侧设置有蠕动泵6、葡萄糖浓度传感器7以及葡萄糖浓度A/D变送器8，所述反应器本体1远离一体式回流管5 的一侧设置有生物反应器控制器&人机界面HMI9。
进一步的，在上述技术方案中，所述搅拌叶4设置有两组，每组所述搅拌叶4均设置有两个，实现对反应器本体1内腔顶部以及底部同时搅拌。
进一步的，在上述技术方案中，所述蠕动泵6与一体式回流管5之间连接有第一硅胶管10，第一硅胶管10便于实现无菌循环。
进一步的，在上述技术方案中，所述蠕动泵6与葡萄糖浓度传感器7 之间连接有第二硅胶管11，第二硅胶管11的设置便于实现无菌循环。
进一步的，在上述技术方案中，所述葡萄糖浓度传感器7输入端与一体式回流管5电性连接，所述葡萄糖浓度传感器7输出端与葡萄糖浓度A/D 变送器8输入端电性连接。
进一步的，在上述技术方案中，所述葡萄糖浓度A/D变送器8输出端与生物反应器控制器&人机界面HMI9输入端电性连接，所述生物反应器控制器&人机界面HMI9输出端与电机2输入端电性连接。
实施方式具体为：实际使用时，将生物反应器控制器&人机界面HMI9 通过导线与外接电源接通，通过生物反应器控制器&人机界面HMI9上的生物反应器控制器接通电机2带动搅拌轴3以及搅拌叶4转动实现对葡萄糖搅拌，使得葡萄糖均匀混合，葡萄糖浓度传感器7是一类基于酶反应原理的传感器，具有可连续反应并反馈信号的功能，并且反馈的信号与葡萄糖浓度的对应关系非常好，精准度也非常高，葡萄糖浓度A/D变送器8将葡萄糖浓度传感器7反馈的信号变成数字信号，并通过通讯协议，与生物反应器控制器&人机界面HMI9连接，将定制的葡萄糖浓度传感器7通过伽玛射线进行无菌消毒，能够充分保证使用过程中的无菌性能，本设计通过第一硅胶管10以及第二硅胶管11实现无菌循环，因此使用时不需要进行取样的操作，可以保证反应器本体1使用的无菌性能，通过设计将传统的2 根管路套叠，合并为一根，这样只需要一个接口，减少了对反应器本体1 的接口数量需求，同时，将回流管路套在抽液管外面，回流的液体可以通过里面的管路引流落入培养液中，消除了“从顶部滴下去溅落到液面时产生的“爆炸力”会使细胞破碎，对培养结果造成巨大影响”的影响，葡萄糖浓度传感器7基于酶反应原理的葡萄糖浓度检测精度是非常高的，并且由于酶反应是连续进行，因此，可以获得连续的反馈信号，葡萄糖浓度A/D 变送器8将信号集成到生物反应器控制器&人机界面HMI9上的生物反应器控制器中，进行数据的实时记录，并通过生物反应器控制器&人机界面 HMI9上的人机界面HMI进行实时显示，实现了真正的在线检测，该实施方式具体解决了传统的反应器对葡萄糖浓度检测时取样的过程可能会造成反应器内部污染，导致培养失败，取样不可以频繁进行，得到的数据离散不连续，不能反映过程变化，分光光度仪或生化分析仪的检测需要对原液进行稀释，得到的结果精准度差的问题；解决了先进的反应器对葡萄糖浓度检测时在线分析的回流管路在反应器上需要一进一出两个接口，但是反应器上接口数量有限，不够用，回流到反应器中去的培养液中含有活细胞，从顶部滴下去溅落到液面时产生的“爆炸力”会使细胞破碎，对培养结果造成巨大影响，光谱仪的设备价格非常高，是传统检测装置的数千倍，光谱仪的操作使用需要专业技能，无法普及使用，光谱仪得到的结果在其自己的系统中，不能进行数据在线共享，需要手动输入，对反应器而言，实际依然是“离线的问题。
本实用工作原理：通过第一硅胶管10以及第二硅胶管11实现无菌循环，因此使用时不需要进行取样的操作，可以保证反应器本体1使用的无菌性能，葡萄糖浓度A/D变送器8将信号集成到生物反应器控制器&人机界面HMI9上的生物反应器控制器中，进行数据的实时记录，并通过生物反应器控制器&人机界面HMI9上的人机界面HMI进行实时显示，实现了真正的在线检测。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，包括反应器本体(1)，其特征在于：所述反应器本体(1)顶部中心位置固定设置有电机(2)，所述电机(2)输出轴端部传动连接有搅拌轴(3)，所述搅拌轴(3)外周面连接有搅拌叶(4)，所述反应器本体(1)顶部一侧贯穿设置有一体式回流管(5)，所述反应器本体(1)靠近一体式回流管(5)的一侧设置有蠕动泵(6)、葡萄糖浓度传感器(7)以及葡萄糖浓度A/D变送器(8)，所述反应器本体(1)远离一体式回流管(5)的一侧设置有生物反应器控制器&人机界面HMI(9)。
2.根据权利要求1所述的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，其特征在于：所述搅拌叶(4)设置有两组，每组所述搅拌叶(4)均设置有两个。
3.根据权利要求1所述的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，其特征在于：所述蠕动泵(6)与一体式回流管(5)之间连接有第一硅胶管(10)。
4.根据权利要求1所述的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，其特征在于：所述蠕动泵(6)与葡萄糖浓度传感器(7)之间连接有第二硅胶管(11)。
5.根据权利要求1所述的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，其特征在于：所述葡萄糖浓度传感器(7)输入端与一体式回流管(5)电性连接，所述葡萄糖浓度传感器(7)输出端与葡萄糖浓度A/D变送器(8)输入端电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种能在线检测葡萄糖浓度的生物反应器，其特征在于：所述葡萄糖浓度A/D变送器(8)输出端与生物反应器控制器&人机界面HMI(9)输入端电性连接，所述生物反应器控制器&人机界面HMI(9)输出端与电机(2)输入端电性连接。
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