CN221254591U - 生物反应器取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物反应器取样装置，该取样装置设置于生物反应器的取样端，取样端设置于生物反应器下侧部的取样阀上，取样阀上还设置有进气端，进气端与外部蒸汽管道相连通，取样装置包括灭菌机构和取样机构，灭菌机构的一端与取样端可拆卸连接，灭菌机构设置有出气部，取样机构包括取样瓶和三通管，取样瓶的顶部设置有瓶盖，三通管的第一接口连通第一软管的一端，第一软管的另一端与灭菌机构的另一端相连接，三通管的第二接口连通第二软管的一端，第二软管的另一端连接有无菌单向阀，三通管的第三接口连通第三软管的一端，第三软管的另一端贯穿瓶盖并延伸至取样瓶的底部；本实用新型通过设置取样机构，可从无菌单向阀处多次无菌取样。

Description

生物反应器取样装置

技术领域

本实用新型涉及生物取样技术领域，特别是涉及一种生物反应器取样装置。

背景技术

在实验室使用生物反应器进行细胞批量培养时，每天必须检测细胞生长密度、活率以及代谢情况。这就需要每天对生物反应器进行取样操作，且取样过程要求保证严格无菌，否则会导致生物反应器内的培养液污染，造成无法挽回的巨大经济损失。

目前，生物反应器的取样方式是通过在生物反应器的取样端连接灭菌后的取样装置进行取样，但每次取样后需要再次灭菌取样装置才能进行下次取样，而灭菌过程耗时耗力，难以做到在不处理取样装置的前提下反复多次从同一个取样口进行无菌取样。

因此，我们需要设计出一种生物反应器取样装置来解决以上问题。

实用新型内容

针对现有的生物反应器取样装置每次取样后需要再次灭菌取样装置才能进行下次取样，而灭菌过程耗时耗力，难以做到在不处理取样装置的前提下反复多次从同一个取样口进行无菌取样的问题。本实用新型的目的在于通过提供一种生物反应器取样装置来解决上述问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种生物反应器取样装置，该取样装置设置于生物反应器的取样端，所述取样端设置于生物反应器下侧部的取样阀上，所述取样阀上还设置有进气端，所述进气端与外部蒸汽管道相连通，所述取样装置包括灭菌机构和取样机构，所述灭菌机构的一端与取样端可拆卸连接，所述灭菌机构设置有出气部，所述取样机构包括取样瓶和三通管，所述取样瓶的顶部设置有瓶盖，所述三通管的第一接口连通第一软管的一端，所述第一软管的另一端与灭菌机构的另一端相连接，所述三通管的第二接口连通第二软管的一端，所述第二软管的另一端连接有无菌单向阀，所述三通管的第三接口连通第三软管的一端，所述第三软管的另一端贯穿瓶盖并延伸至取样瓶的底部。本实用新型通过在取样阀上设置进气端和在灭菌机构设置出气部，可使外部蒸汽从外部蒸汽管道进入进气端，对取样端和该取样装置进行消毒灭菌后从出气部排出，使取样端和该取样装置呈无菌状态；通过设置取样机构，可从第二软管端部的无菌单向阀处多次无菌取样，且取样后不需要对该取样装置进行灭菌即可直接进行下次无菌取样，取样过程省时省力。

在某些实施方式中，所述取样机构还包括一次性注射器，所述一次性注射器与无菌单向阀可拆卸连接。一次性注射器可用于从无菌单向阀处反复多次吸取取样瓶内的细胞培养液，也可用于排废液。

在某些实施方式中，所述瓶盖上贯穿连接有与取样瓶连通的第四软管，所述第四软管的一端连接有空气过滤器。空气过滤器不仅可以过滤空气，避免外界空气污染取样瓶，保证取样瓶无菌；而且还可以平衡取样瓶内的气压，方便吸取取样瓶内的细胞培养液，顺利完成取样工作。

在某些实施方式中，所述第一软管和第二软管上均设置有拇指夹。拇指夹重量轻，控制方便，具有灵活性，通过设置拇指夹可人工直接控制相应软管的通断。

在某些实施方式中，所述灭菌机构包括三通阀，所述三通阀的上端开口连通第一管道的一端，所述第一管道的另一端通过固定组件与取样端可拆卸固定连接，所述三通阀的下端开口连通第二管道的一端，所述第二管道的另一端与第一软管相连通，所述三通阀的中端开口与用于回流蒸汽的第三管道相连通，所述第三管道上设置有蒸汽回流阀门。由此，通过灭菌机构可对取样端和该取样装置进行消毒灭菌，使取样端和该取样装置呈无菌状态。

在某些实施方式中，所述固定组件包括固定环，当取样端和第一管道连接时，所述固定环活动套设于连接处，所述固定环的外壁一侧旋转连接有螺纹杆，所述固定组件用于将取样端和第一管道可拆卸固定。由此，通过固定组件可实现取样装置与生物反应器的便携拆装。

在某些实施方式中，所述生物反应器的顶部设置有取样动力单元。由此，通过设置取样动力单元，可实现将生物反应器内的培养液压出。

在某些实施方式中，所述取样动力单元包括空压机、输气管、压缩空气灭菌过滤器和进气管，所述空压机通过输气管与压缩空气灭菌过滤器相连通，所述压缩空气灭菌过滤器的输出端与进气管相连通，所述进气管的输出端贯穿生物反应器的顶部并延伸至其内部。由此，通过空压机将外部空气压缩压向压缩空气灭菌过滤器，压缩空气灭菌过滤器对外部空气进行过滤后进入到生物反应器内，这样就能把洁净的空气充进生物反应器内，同时生物反应器内呈正压状态，可实现将生物反应器内的培养液压出。

在某些实施方式中，所述第一软管、第二软管、第三软管和第四软管均采用硅胶材质。硅胶材质采用医用级别，以方便无菌取样。

在某些实施方式中，所述第一管道、第二管道和第三管道均采用不锈钢材质。不锈钢材质可防止管道生锈，方便对其清理灭菌。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型通过在取样阀上设置进气端和在灭菌机构设置出气部，可使外部蒸汽从外部蒸汽管道进入进气端，对取样端和该取样装置进行消毒灭菌后从出气部排出，使取样端和该取样装置呈无菌状态；通过设置取样机构，可从第二软管端部的无菌单向阀处多次无菌取样，且取样后不需要对该取样装置进行灭菌即可直接进行下次无菌取样，取样过程省时省力。

2.本实用新型通过设置取样动力单元，可实现将生物反应器内的培养液压出；通过空压机将外部空气压缩压向压缩空气灭菌过滤器，压缩空气灭菌过滤器对外部空气进行过滤后进入到生物反应器内，这样就能把洁净的空气充进生物反应器内，同时生物反应器内呈正压状态，然后正压驱动将生物反应器内的培养液压出。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的生物反应器取样装置的整体结构示意图；

图2为图1的生物反应器取样装置的取样机构的结构示意图；

图3为图1的生物反应器取样装置的灭菌机构的结构示意图；

图4为图1的生物反应器取样装置的固定组件的结构示意图。

图中：1、生物反应器；2、取样阀；3、取样端；4、进气端；5、取样机构；501、取样瓶；502、瓶盖；503、三通管；504、第一软管；505、第二软管；506、无菌单向阀；507、第三软管；508、一次性注射器；509、第四软管；510、空气过滤器；511、拇指夹；6、灭菌机构；601、三通阀；602、第一管道；603、第二管道；604、第三管道；605、蒸汽回流阀门；7、固定组件；701、固定环；702、螺纹杆；8、取样动力单元；801、空压机；802、输气管；803、压缩空气灭菌过滤器；804、进气管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

以下对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的实施方式并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

参考图1-4，本实用新型提供了一种生物反应器取样装置，该取样装置设置于生物反应器1的取样端3，取样端3设置于生物反应器1下侧部的取样阀2上，生物反应器1呈罐状结构，取样阀2上还设置有进气端4，进气端4与外部蒸汽管道相连通，取样装置包括灭菌机构6和取样机构5，灭菌机构6的一端与取样端3可拆卸连接，灭菌机构6设置有出气部，取样机构5包括取样瓶501和三通管503，取样瓶501的顶部设置有瓶盖502，三通管503的第一接口连通第一软管504的一端，第一软管504的另一端与灭菌机构6的另一端相连接，三通管503的第二接口连通第二软管505的一端，第二软管505的另一端连接有无菌单向阀506，三通管503的第三接口连通第三软管507的一端，第三软管507的另一端贯穿瓶盖502并延伸至取样瓶501的底部。本实用新型通过在取样阀2上设置进气端4和在灭菌机构6设置出气部，可使外部蒸汽从外部蒸汽管道进入进气端4，对取样端3和该取样装置进行消毒灭菌后从出气部排出，使取样端3和该取样装置呈无菌状态；通过设置取样机构5，可从第二软管505端部的无菌单向阀506处多次无菌取样，且取样后不需要对该取样装置进行灭菌即可直接进行下次无菌取样，取样过程省时省力。

取样机构5还包括一次性注射器508，一次性注射器508与无菌单向阀506可拆卸连接。一次性注射器508可用于从无菌单向阀506处反复多次吸取取样瓶501内的细胞培养液，也可用于排废液(蒸汽消毒灭菌后形成的冷凝水)。瓶盖502上贯穿连接有与取样瓶501连通的第四软管509，第四软管509的一端连接有空气过滤器510。空气过滤器510不仅可以过滤空气，避免外界空气污染取样瓶501，保证取样瓶501无菌；而且还可以平衡取样瓶501内的气压，方便吸取取样瓶501内的细胞培养液，顺利完成取样工作。

灭菌机构6包括三通阀601，三通阀601的上端开口连通第一管道602的一端，第一管道602的另一端通过固定组件7与取样端3可拆卸固定连接，三通阀601的下端开口连通第二管道603的一端，第二管道603的另一端与第一软管504相连通，三通阀601的中端开口与用于回流蒸汽的第三管道604相连通，第三管道604上设置有蒸汽回流阀门605。如此设置，通过灭菌机构6可对取样端3和该取样装置进行消毒灭菌，使取样端3和该取样装置呈无菌状态。

固定组件7包括固定环701，当取样端3和第一管道602连接时，固定环701活动套设于连接处，固定环701的外壁一侧旋转连接有螺纹杆702，固定组件7用于将取样端3和第一管道602可拆卸固定。如此设置，通过固定组件7可实现取样装置与生物反应器的便携拆装。

生物反应器1的顶部设置有取样动力单元8。如此设置，通过生物反应器1顶部的取样动力单元8，可将生物反应器1内的培养液压出。取样动力单元8包括空压机801、输气管802、压缩空气灭菌过滤器803和进气管804，空压机801通过输气管802与压缩空气灭菌过滤器803相连通，压缩空气灭菌过滤器803的输出端与进气管804相连通，进气管804的输出端贯穿生物反应器1的顶部并延伸至其内部。通过空压机801将外部空气压缩压向压缩空气灭菌过滤器803，压缩空气灭菌过滤器803对外部空气进行过滤后进入到生物反应器1内，这样就能把洁净的空气充进生物反应器1内，同时生物反应器1内呈正压状态，可实现将生物反应器1内的培养液压出。

第一软管504和第二软管505上均设置有拇指夹511。拇指夹511重量轻，控制方便，具有灵活性，通过设置拇指夹511可人工直接控制相应软管的通断。第一软管504、第二软管505、第三软管507和第四软管509均采用硅胶材质。硅胶材质采用医用级别，以方便无菌取样。第一管道602、第二管道603和第三管道604均采用不锈钢材质。不锈钢材质可防止管道生锈，方便对其清理灭菌。

本实用新型的使用方法及工作原理：使用前，先将该取样装置的蒸汽回流阀门605关闭、三通阀601调至全关闭位置，然后将该取样装置放入高压灭菌锅中，121℃条件下灭菌2小时，使该取样装置呈无菌状态。取出后将该取样装置的第一管道602与生物反应器1的取样端3通过固定组件7连通，拧紧螺纹杆702就能对固定环701进行固定，这样就能把该取样装置固定在取样端3的底部。然后进气端4与外部蒸汽装置的外部蒸汽管道相连通，第三管道604连接蒸汽回收处的流入管路。

然后执行蒸汽消毒程序，打开蒸汽回流阀门605，并将取样阀2调到将生物反应器1出样口锁死，取样端3和进气端4相通，打开外部蒸汽管道上的阀门，外部蒸汽装置产生的蒸汽通过外部蒸汽管道输送至进气端4，进而流入取样端3和第一管道602，而后通过第三管道604回流进指定位置的蒸汽回收处，这样通过蒸汽流通就能对取样端3及该取样装置进行消毒(如前所述，该取样装置在连接生物反应器1之前已灭菌消毒，但取样端3是开放、未消毒的，当该取样装置与取样端3连通时，该取样装置也可能存在二次污染，故在取样前通过蒸汽对取样端3及该取样装置进行消毒)。

蒸汽消毒30分钟后消毒完成，待冷却后整个取样管路(包括取样端3和该取样装置)呈无菌状态。然后关闭外部蒸汽管道上的阀门和蒸汽回流阀门605、三通阀601调至第一管道602与第二管道603相通，调节取样阀2将进气端4锁死，生物反应器1出样口与取样端3相通，生物反应器1进行出样。

生物反应器1出样时，通过空压机801向生物反应器1内充进压缩空气，从而使生物反应器1内的气压大于外部的气压，使生物反应器1内呈正压状态，同时空压机801所压缩的空气会经过压缩空气灭菌过滤器803进行过滤，这样就能把洁净的空气充进生物反应器1内，不仅不用担心生物反应器1内造成污染，还能正压驱动将生物反应器1内的培养液压出。

生物反应器1内的培养液沿管路进入取样瓶501，取样时，打开取样口无菌单向阀506，将一次性注射器508连接无菌单向阀506，可用一次性注射器508从无菌单向阀506处多次无菌取样，且取样后不需要对该取样装置进行灭菌即可直接进行下次无菌取样，取样过程省时省力。

本实用新型中的空压机801和压缩空气灭菌过滤器803的接线图属于本领域的公知常识，其工作原理是已经公知的技术，其型号根据实际使用选择合适的型号，所以对空压机801和压缩空气灭菌过滤器803不再详细解释控制方式和接线布置。

Claims (10)

1.一种生物反应器取样装置，该取样装置设置于生物反应器(1)的取样端(3)，其特征在于，所述取样端(3)设置于生物反应器(1)下侧部的取样阀(2)上，所述取样阀(2)上还设置有进气端(4)，所述进气端(4)与外部蒸汽管道相连通，所述取样装置包括灭菌机构(6)和取样机构(5)，所述灭菌机构(6)的一端与取样端(3)可拆卸连接，所述灭菌机构(6)设置有出气部，所述取样机构(5)包括取样瓶(501)和三通管(503)，所述取样瓶(501)的顶部设置有瓶盖(502)，所述三通管(503)的第一接口连通第一软管(504)的一端，所述第一软管(504)的另一端与灭菌机构(6)的另一端相连接，所述三通管(503)的第二接口连通第二软管(505)的一端，所述第二软管(505)的另一端连接有无菌单向阀(506)，所述三通管(503)的第三接口连通第三软管(507)的一端，所述第三软管(507)的另一端贯穿瓶盖(502)并延伸至取样瓶(501)的底部。

2.根据权利要求1所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述取样机构(5)还包括一次性注射器(508)，所述一次性注射器(508)与无菌单向阀(506)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述瓶盖(502)上贯穿连接有与取样瓶(501)连通的第四软管(509)，所述第四软管(509)的一端连接有空气过滤器(510)。

4.根据权利要求1所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述第一软管(504)和第二软管(505)上均设置有拇指夹(511)。

5.根据权利要求1所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述灭菌机构(6)包括三通阀(601)，所述三通阀(601)的上端开口连通第一管道(602)的一端，所述第一管道(602)的另一端通过固定组件(7)与取样端(3)可拆卸固定连接，所述三通阀(601)的下端开口连通第二管道(603)的一端，所述第二管道(603)的另一端与第一软管(504)相连通，所述三通阀(601)的中端开口与用于回流蒸汽的第三管道(604)相连通，所述第三管道(604)上设置有蒸汽回流阀门(605)。

6.根据权利要求5所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述固定组件(7)包括固定环(701)，当取样端(3)和第一管道(602)连接时，所述固定环(701)活动套设于连接处，所述固定环(701)的外壁一侧旋转连接有螺纹杆(702)，所述固定组件(7)用于将取样端(3)和第一管道(602)可拆卸固定。

7.根据权利要求1所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述生物反应器(1)的顶部设置有取样动力单元(8)。

8.根据权利要求7所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述取样动力单元(8)包括空压机(801)、输气管(802)、压缩空气灭菌过滤器(803)和进气管(804)，所述空压机(801)通过输气管(802)与压缩空气灭菌过滤器(803)相连通，所述压缩空气灭菌过滤器(803)的输出端与进气管(804)相连通，所述进气管(804)的输出端贯穿生物反应器(1)的顶部并延伸至其内部。

9.根据权利要求3所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述第一软管(504)、第二软管(505)、第三软管(507)和第四软管(509)均采用硅胶材质。

10.根据权利要求5所述的生物反应器取样装置，其特征在于，所述第一管道(602)、第二管道(603)和第三管道(604)均采用不锈钢材质。