RU2005778C1

RU2005778C1 - Device for cultivating cells or microorganisms

Info

Publication number: RU2005778C1
Authority: RU
Inventors: Н.С. Марквичев; В.В. Коростелев; М.Н. Манаков; А.В. Хлебников; А.В. Арсентьев; Д.Б. Зеленщиков; Г.А. Простова; О.В. Митичкин
Original assignee: Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: cultivating cells or microorganisms. SUBSTANCE: device has a body in which a temperature-controlled hollow-core membrane apparatus is disposed provided with unions for a medium supply and removal. The membrane apparatus further has a peristaltic pump, a storage and supply system for a culture medium and a receiver for the cell suspension. The device has an airtight case made of bacterial filter and secured within the body all over the assemblies of it. The device further has an adsorber on the gas removal line and a sampler. The storage and supply system for the culture medium has a hydrocyclon with a bellows within it. The unions are attached to a closed end of the hydrocyclon for introducing the culture medium to the membrane apparatus. Each connection duct if the sampler and each connection duct of the cell suspension receiver are combined into a pair adopted for a simultaneous supply of the cells and of the cultivate medium to capsules of the sampler. The capsules are provided with viewing windows for the visual inspection of the medium. EFFECT: intensified process of cultivating cells or microorganisms. 3 dwg

Description

Изобретение предназначено для исследования процессов культивирования животных, растительных и микробных клеток, а также для отработки технологии проведения процессов культивирования микроорганизмов в условиях микрогравитации на борту орбитального космического комплекса. The invention is intended to study the processes of cultivation of animals, plant and microbial cells, as well as to develop technology for conducting the cultivation of microorganisms in microgravity on board the orbiting space complex.

Получение клетки или продукты их жизнедеятельности используются в народном хозяйстве для получения биологически активных веществ-белков, ферментов, используемых в медицине, микробиологии и диагностики. Obtaining cells or products of their vital activity are used in the national economy to obtain biologically active substances — proteins, enzymes used in medicine, microbiology, and diagnostics.

Проведение дальнейшей очистки и выделения биологически активных соединений (БАС) в условиях микрогравитации происходит более продуктивно и на порядок с большей разрешающей способностью и производительностью, чем в условиях земной гравитации. Further purification and isolation of biologically active compounds (BAS) under microgravity conditions is more productive and an order of magnitude with a higher resolution and productivity than under terrestrial gravity.

Известна установка для культивирования животных, растительных и микробных клеток. A known installation for the cultivation of animals, plant and microbial cells.

Установка содержит половолоконный мембранный аппарат (ПМА), выполненный в виде одного модуля, со штуцерами загрузки инокулята и отвода суспензии клеток в сливной стакан, штуцером подвода питательной среды, соединенным с емкостью для хранения питательной среды и насыщаемой в той же емкости газом, и штуцером отвода питательной среды, соединенным с емкостью для хранения питательной среды. The installation contains a hollow fiber membrane apparatus (PMA), made in the form of one module, with fittings for loading the inoculum and draining a suspension of cells into a drain cup, a fitting for supplying a nutrient medium connected to a container for storing a nutrient medium and gas saturated in the same tank, and a discharge nozzle a nutrient medium connected to a container for storing a nutrient medium.

Известна установка для культивирования животных, растительных и микробных клеток, принятая за прототип. A known installation for the cultivation of animals, plant and microbial cells, adopted as a prototype.

Установка содержит ПМА, соединенный со сливным стаканом для приема суспензии клеток, и емкость для хранения и подачи питательной среды через перистальтический насос, при этом ПМА выполнена в виде двух модулей, каждый из которых снабжен штуцерами подвода и отвода питательной среды, а первый модуль снабжен дополнительно штуцерами подвода и отвода газа, второй модуль имеет штуцеры заполнения инокулятом и отвода суспензии клеток, внутри каждого модуля пучок, соединенный между собой полых мембран с пористыми стенками, входной и выходной концы указанного пучка половолоконных мембран первого модуля соединены соответственно со штуцерами подвода и отвода газа, а входные концы пучка половолоконных мембран второго модуля соединены соответственно со штуцерами ввода и штуцером отвода питательной среды второго модуля, штуцеры отвода и подвода питательной среды соответственно первого и второго модуля соединены между собой. The installation contains a PMA connected to a drain cup for receiving a suspension of cells, and a container for storing and supplying a nutrient medium through a peristaltic pump, while the PMA is made in the form of two modules, each of which is equipped with fittings for supplying and discharging a nutrient medium, and the first module is additionally equipped fittings for supplying and discharging gas, the second module has fittings for filling the inoculum and draining the cell suspension, inside each module there is a bundle interconnected by hollow membranes with porous walls, the inlet and outlet ends The said bundle of hollow fiber membranes of the first module are connected respectively to the gas supply and exhaust fittings, and the input ends of the bundle of hollow fiber membranes of the second module are connected respectively to the input fittings and the nozzle of the nutrient medium outlet of the second module, the fittings of the outlet and supply of the nutrient medium, respectively, of the first and second modules are connected between by myself.

Известные технические решения не обеспечивают процесс культивирования животных, растительных и микробных клеток в условиях микрогравитации (МГ) на борту космического аппарата (КА):
- из-за возможного проникновения в гидравлический тракт циркуляции питательной среды газовых пузырей, которое в случае работы этих установок в условиях МГ на борту КА привело бы к образованию застойных зон и прекращению питания клеток;
- невозможности отбора готовой суспензии клеток без выброса ее в атмосферу приборного и жилого отсека КА;
- отсутствия бактериальной защиты установки, которое не обеспечивало биологическую чистоту эксперимента и привело бы к заражению клетками и культуральной жидкостью пространства приборного отсека КЛ и оператора; кроме того, указанные установки неэкономичны из-за нерационального использования потенциала питательной среды.Known technical solutions do not provide the process of culturing animals, plant and microbial cells in microgravity (MG) on board the spacecraft (SC):
- due to the possible penetration into the hydraulic circuit of the nutrient medium circulation of gas bubbles, which in the case of the operation of these facilities in the MG conditions on board the spacecraft would lead to the formation of stagnant zones and the cessation of cell nutrition;
- the impossibility of selecting the finished cell suspension without releasing it into the atmosphere of the instrument and living compartment of the spacecraft;
- the lack of bacterial protection of the installation, which did not ensure the biological purity of the experiment and would lead to infection by cells and culture fluid of the space of the instrument compartment of the CR and the operator; in addition, these installations are uneconomical due to the irrational use of the potential of the nutrient medium.

Целью изобретения является обеспечение возможности культивирования животных, растительных и микробных клеток в условиях орбитального полета с одновременным повышением экономичности и биологической чистоты установки. The aim of the invention is the provision of the possibility of culturing animals, plant and microbial cells in the conditions of orbital flight while increasing the efficiency and biological purity of the installation.

Цель достигается тем, что в установку для культивирования животных, растительных и микробных клеток, содержащей корпус с размещенным в нем термостатируемым половолоконным мембранным аппаратом со штуцерами подвода и отвода питательной среды и газа, загрузки инокулята и отвода суспензии клеток и соединенным через штуцер подачи питательной среды и газа и через перистальтический насос соответственно системой хранения и подачи питательной среды и газа, а через штуцер отвода суспензии клеток - с приемником суспензии клеток, при этом штуцер отвода питательной среды ПМА соединен с системой хранения и подачи питательной среды, дополнительно введены системы оперативного контроля состояния питательной среды и системы бактериальной защиты. The goal is achieved by the fact that in the installation for the cultivation of animals, plant and microbial cells, comprising a housing with a thermostatted hollow fiber membrane apparatus with fittings for supplying and discharging a nutrient medium and gas, loading an inoculum and draining a suspension of cells and connected through a nozzle for supplying a nutrient medium and gas and through a peristaltic pump, respectively, with a system for storing and supplying a nutrient medium and gas, and through the outlet for discharging the cell suspension - with the receiver of the cell suspension, while the nozzle twater nutrient media CSA connected to the storage and supply system of the nutrient medium additionally introduced operational monitoring system status and nutrient medium bacterial protection.

Система подачи питательной среды выполнена в виде гидроцилиндра, внутри которого размещен сильфон, заполненный питательной средой и герметично прикрепленный к закрытому торцу гидроцилиндра, контактирующий со стороны открытого торца с поршнем, соединенным через шток с приводом, при этом на закрытом торце гидроцилиндра выполнены штуцера для подачи и возврата питательной среды, штуцер для отвода питательной среды, соединенный с системой оперативного контроля состояния питательной среды, штуцер заполнения и вакуумирования сильфонной полости, а система оперативного контроля состояния питательной среды и приемник суспензии клеток выполнены идентично в виде коллекторов, снабженных штуцерами для вакуумирования и соединенных трубопроводами с приемными капсулами, капсулы системы оперативного контроля имеют смотровые окна, а каждый соединительный трубопровод системы оперативного контроля состояния питательной среды и каждый соединительный трубопровод приемника суспензии клеток образуют пару, снабженную одним вентилем. Система бактериальной защиты имеет чехол из бактериального фильтра, герметично закрепленный внутри прозрачного корпуса вокруг установки, и адсорбер, установленный на линии выхода газа из мембранного аппарата. The feed medium supply system is made in the form of a hydraulic cylinder, inside of which there is a bellows filled with a nutrient medium and hermetically attached to the closed end of the hydraulic cylinder, in contact with the piston connected through the stem to the actuator, while on the closed end of the hydraulic cylinder there are nozzles for supplying and return of the nutrient medium, a nozzle for draining the nutrient medium, connected to a system for operational monitoring of the state of the nutrient medium, a nozzle for filling and evacuating the bellows and the system for operational monitoring of the state of the nutrient medium and the receiver of the cell suspension are identical in the form of collectors equipped with nozzles for evacuation and connected by pipelines to the receiving capsules, the capsules of the operational control system have inspection windows, and each connecting pipe of the operational monitoring system of the nutrient medium and each the connecting pipe of the cell suspension receiver form a pair equipped with one valve. The bacterial protection system has a bacterial filter cover tightly fixed inside the transparent case around the unit, and an adsorber mounted on the gas outlet line from the membrane apparatus.

Снабжение установки системами оперативного контроля состояния питательной среды и бактериальной защиты, выполненные системы хранения и подачи питательной среды в виде, обеспечивающем постоянную гомогенную питательную среду для роста клеток, гарантированный отбор суспензии клеток, наличие гидравлической связи между системами оперативного контроля и приемником суспензии клеток является новым и существенно отличает предложенную установку от известных и обеспечивает выполнение поставленной цели. The supply of the installation with systems for operational monitoring of the state of the nutrient medium and bacterial protection, the completed storage and supply systems of the nutrient medium in the form that provides a constant homogeneous nutrient medium for cell growth, guaranteed selection of the cell suspension, the presence of a hydraulic connection between the operational control systems and the cell suspension receiver are new and significantly distinguishes the proposed installation from the known and ensures the achievement of the goal.

На фиг. 1 изображена схема установки; на фиг. 2 - мембранный аппарат; на фиг. 3 - гидроцилиндр. In FIG. 1 shows an installation diagram; in FIG. 2 - membrane apparatus; in FIG. 3 - a hydraulic cylinder.

Установка содержит корпус 1 с крышкой. По периметру корпуса внутри него закреплен путем приклеивания к корпусу 1 в отдельных точках чехол 2, представляющий собой бактериальный фильтр, выполненный, например, из двухслойной фильтрационной бумаги с проложенной между слоями тканью Петрянова. Чехол герметичен (не пропускает микрочастиц размером более 0,5 мкм). Половолоконный мембранный аппарат (ПМА) состоит из двух модулей 3 и 4, внутри каждого модуля размещен пучок соединенных между собой полых волоконных мембран с пористыми стенками 5 и 6. Первый модуль 3 снабжен штуцерами подвода 7 и отвода 8 питательной среды, штуцерами подвода 9 и отвода 10 газа, при этом входной и выходной концы пучка половолоконных мембран 5 соединены соответственно со штуцерами подвода 9 и отвода 10 газа. Второй модуль 4 снабжен штуцерами подвода 11 и отвода 12 питательной среды, штуцером заполнения межволоконного пространства модуля инокулята 13 и штуцером отвода суспензии клеток 14, при этом входной и выходной концы пучка половолоконных мембран второго модуля 4 соединены соответственно со штуцерами подвода 11 и отвода 12 питательной среды. The installation comprises a housing 1 with a cover. Around the perimeter of the casing inside it is fixed by gluing to the casing 1 at separate points a cover 2, which is a bacterial filter made, for example, of two-layer filter paper with Petryanov’s fabric laid between the layers. The cover is sealed (does not pass microparticles larger than 0.5 microns). The hollow fiber membrane apparatus (PMA) consists of two modules 3 and 4, inside each module there is a bundle of interconnected hollow fiber membranes with porous walls 5 and 6. The first module 3 is equipped with fittings for supply 7 and outlet 8 of the nutrient medium, fittings for supply 9 and outlet 10 gas, while the inlet and outlet ends of the bundle of hollow fiber membranes 5 are connected respectively to the fittings for supplying 9 and exhaust gas 10. The second module 4 is equipped with fittings for supplying 11 and outlet 12 of the nutrient medium, a fitting for filling the interfiber space of the inoculum module 13 and a fitting for discharging the cell suspension 14, while the inlet and outlet ends of the bundle of hollow fiber membranes of the second module 4 are connected respectively to the fittings for supplying 11 and the outlet 12 of the nutrient medium .

Штуцер 8 и 11 соединены между собой гидравлическим трубопроводом подачи питательной среды 15. Штуцер отвода газа 10 первого модуля 3 соединен трубопроводом с адсорбером 16. Все трубопроводы выполнены, например, на основе прозрачной силиконовой резины. The union 8 and 11 are interconnected by a hydraulic pipeline for supplying a nutrient medium 15. The gas outlet 10 of the first module 3 is connected by a pipeline to the adsorber 16. All pipelines are made, for example, based on transparent silicone rubber.

Адсорбер выполнен, например, в виде мешочка, заполненного силикагелем (объемом 100 мл), в котором через приклеенную прокладку введен перфорированный наконечник, соединенный с трубопроводом. The adsorber is made, for example, in the form of a bag filled with silica gel (100 ml), in which a perforated tip connected to the pipeline is inserted through a glued gasket.

Штуцер подвода газа 19 соединен с трубопроводом подачи газа 17 с бактериальным фильтром 18, установленным в корпусе под чехлом 2. Бактериальный фильтр с размером пор 0,2 мкм. The gas supply fitting 19 is connected to the gas supply pipe 17 with a bacterial filter 18 mounted in the housing under the cover 2. A bacterial filter with a pore size of 0.2 μm.

Система хранения и подачи питательной среды выполнена в виде гидроцилиндра 19, внутри которого размещен сильфон 20, приваренный к закрытому торцу гидроцилиндра 21. Со стороны открытого торца сильфон 20 контактирует с поршнем 22, соединенным через шток 23 с приводом 24. Привод может быть выполнен, например, в виде шагового двигателя, обмотка статора которого электрически соединена с блоком управления, а выходной вал через редуктор и червячную передачу - со штоком 23 (не показано). The system for storing and supplying a nutrient medium is made in the form of a hydraulic cylinder 19, inside of which a bellows 20 is placed, welded to the closed end of the hydraulic cylinder 21. From the side of the open end, the bellows 20 contacts the piston 22 connected through the rod 23 to the drive 24. The drive can be made, for example , in the form of a stepper motor, the stator winding of which is electrically connected to the control unit, and the output shaft through the gearbox and worm gear, with the rod 23 (not shown).

На закрытый торец гидроцилиндра 21 выведены штуцеры 25 для подачи питательной среды из сильфонной полости 26, штуцер 27 для возврата питательной среды в сильфонную полость, штуцер 28 для отвода пробы питательной среды и штуцер 29 вакуумирования и заполнения питательной средой сильфонной полости. Штуцеры 25 и 7 соединены между собой трубопроводом подачи питательной среды 30, а штуцер отвода питательной среды 12 из половолоконного модуля 4 соединен трубопроводом возврата питательной среды 31 со штуцером 27. On the closed end of the hydraulic cylinder 21, the fittings 25 for supplying the nutrient medium from the bellows cavity 26, the nozzle 27 for returning the nutrient medium to the bellows cavity, the nozzle 28 for withdrawing the sample of the nutrient medium and the nozzle 29 for vacuuming and filling the bellows cavity with the nutrient medium are withdrawn. The fittings 25 and 7 are interconnected by a medium supply pipe 30, and the medium outlet 12 from the hollow fiber module 4 is connected by a medium return pipe 31 to the union 27.

Перистальтический насос 32 типа с приводом и головкой 33, задающий движение. Трубопроводы подачи питательной среды 30 и подачи газа 17 расположены контактно с головкой 33 перистальтического насоса. A peristaltic pump of type 32 with a drive and a head 33, which defines the movement. The piping supply of the nutrient medium 30 and the gas supply 17 are in contact with the head 33 of the peristaltic pump.

Штуцер 14 отвода суспензии клеток из ПМА соединен трубопроводом 34 с коллектором 35 и далее через соединительный трубопровод 36 и вентиль 37 с одной из капсул 38. The fitting 14 for removing the cell suspension from the PMA is connected by a pipe 34 to a collector 35 and then through a connecting pipe 36 and a valve 37 with one of the capsules 38.

Аналогично штуцер 28 соединен трубопроводом 39 с коллектором 40 и далее соединен трубопроводом 41 через вентиль 37 с капсулой 42. Каждая капсула 42 имеет прозрачный силиконовый вкладыш для пробы, а корпус ее снабжен смотровым окном 43. Similarly, the fitting 28 is connected by a pipe 39 to a collector 40 and then connected by a pipe 41 through a valve 37 to a capsule 42. Each capsule 42 has a transparent silicone sample insert, and its case is equipped with a viewing window 43.

Коллекторы 35 и 40 имеют соответственно штуцеры 44 и 45 для вакуумирования указанных систем. The collectors 35 and 40 have, respectively, fittings 44 and 45 for evacuating these systems.

Каждый соединительный трубопровод 36 приемника суспензии клеток и каждый соединительный трубопровод 41 системы оперативного контроля образуют пару, снабженную одним вентилем 37. Each connecting conduit 36 of the cell suspension receiver and each connecting conduit 41 of the operational monitoring system form a pair provided with one valve 37.

Внутри корпуса 1 под чехлом 2 размещены все узлы и системы, входящие в состав установки: ПМА, система хранения и подачи питательной среды с приводом штока гидроцилиндра, перистальтический насос с приводом, приемник суспензии клеток, система контроля состояния питательной среды, трубопроводы подачи газа, трубопровод отвода газа с адсорбером и трубопроводы гидравлического контура связи между системами и обслуживающие названные системы элементы, не указанные на чертеже, например, источник питания, элементы системы термостатирования, элементы управления и т. п. Inside the housing 1, under the cover 2, all the components and systems that are part of the installation are placed: PMA, a system for storing and supplying a nutrient medium with a hydraulic cylinder stem drive, a peristaltic pump with a drive, a cell suspension receiver, a system for monitoring the state of the nutrient medium, gas pipelines, piping gas outlet with an adsorber and pipelines of the hydraulic circuit of the connection between the systems and the elements serving the said systems that are not shown in the drawing, for example, a power source, elements of a temperature control system, you manage and so on. n.

Фиксация всех элементов установки внутри чехла корпуса осуществлена, например, в пенопластовых мешочках. All installation elements are fixed inside the housing cover, for example, in foam bags.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Через штуцеры 29, 45 и 44 вакуумируется сильфонная полость 26 системы хранения и подачи питательной среды, капсулы 42, системы оперативного контроля состояния питательной среды и капсулы 38, 38 приемника суспензии клеток. Through the fittings 29, 45 and 44, the bellows cavity 26 of the storage and supply system of the nutrient medium, capsule 42, the operational monitoring system of the state of the nutrient medium and capsule 38, 38 of the cell suspension receiver are evacuated.

Заполняются сильфонная полость 26 и весь тракт циркуляции питательной среды (трубопроводы подачи 15, 30, трубопровод отвода 31, пучки полых волокон 5 и 6) питательной средой. Через штуцер 13 заполняется межволоконное пространство ПМА инокулятом. The bellows cavity 26 and the entire path of the nutrient medium circulation (supply pipelines 15, 30, branch pipe 31, bundles of hollow fibers 5 and 6) are filled with a nutrient medium. Through the nozzle 13, the interfiber space of the PMA is filled with an inoculum.

Затем осуществляется дозированная подача питательной среды из сильфонной полости 26 через штуцер 25 путем включения в работу привода 24, соединенного со штоком 23 и поршнем 22, одновременно перистальтическим насосом 32 подают питательную среду и газ (например, воздух) через штуцеры 7 и 9 соответственно половолоконного модуля 3. Then, a metered supply of the nutrient medium from the bellows cavity 26 through the nozzle 25 is carried out by activating the actuator 24 connected to the rod 23 and the piston 22, while the peristaltic pump 32 serves the nutrient medium and gas (for example, air) through the fittings 7 and 9 of the hollow fiber module 3.

В половолоконном модуле 3 происходит насыщение питательной среды газом через пористые волокна 5. Далее насыщенная газом питательная среда поступает через штуцеры 11 и 8 и соединяющих их трубопровод 15 в пучок полых мембранных волокон 6 модуля 4 МПА. В модуле 4 в межволоконном пространстве происходит рост клеток за счет диффузии компонентов питательной среды, насыщенной газом при одновременном отводе низкомолекулярных компонентов жизнедеятельности клеток в питательную среду через пористое волокно 6. Обедненная питательная среда, выходя через штуцер 12 и трубопровод 31, возвращается через штуцер 27 в сильфонную полость 26 системы хранения и подачи питательной среды. In the hollow fiber module 3, the nutrient medium is saturated with gas through the porous fibers 5. Then, the gas-saturated nutrient medium enters through the fittings 11 and 8 and the pipe 15 connecting them to the bundle of hollow membrane fibers 6 of the MPA module 4. In module 4, in the interfiber space, cell growth occurs due to the diffusion of components of the nutrient medium saturated with gas while the low molecular weight components of cell activity are diverted to the nutrient medium through the porous fiber 6. The depleted nutrient medium, leaving through the nozzle 12 and pipe 31, returns through the nozzle 27 to bellows cavity 26 of the storage and supply system of the nutrient medium.

Через штуцер 14 и трубопровод 34 готовая суспензия клеток отводится через коллектор 35, трубопровод 36 и отсечной вентиль 37 в одну из капсул 39 приемника суспензии клеток. Through the fitting 14 and conduit 34, the finished cell suspension is discharged through the collector 35, conduit 36 and the shut-off valve 37 into one of the capsules 39 of the cell suspension receiver.

Одновременно через штуцер 28 по трубопроводу 39 через коллектор 40, трубопровод 41 отсечной вентиль 37 отводится проба питательной среды в капсулы 42, соответствующую парной капсуле 38. At the same time, through the fitting 28 through the pipeline 39 through the collector 40, the pipeline 41 shut-off valve 37, a sample of the nutrient medium is discharged into the capsule 42 corresponding to the paired capsule 38.

Отвод суспензии клеток и пробы питательной среды происходит синхронно за счет регулированного изменения объема сильфонной полости 26 системы подачи и хранения питательной среды. Одновременность отвода пробы питательной среды и суспензии клеток обусловлена необходимостью идентифицирования концентрации и качества полученной среды в капсуле 42. В процессе культивирования клеток газ через штуцер 10 и адсорбер 16 сбрасывается под чехол из бактериального фильтра 2. The removal of the cell suspension and the sample of the nutrient medium occurs synchronously due to the regulated change in the volume of the bellows cavity 26 of the supply and storage system of the nutrient medium. The simultaneous removal of the sample of the nutrient medium and the cell suspension is due to the need to identify the concentration and quality of the obtained medium in the capsule 42. During cell cultivation, the gas through the nozzle 10 and the adsorber 16 is discharged under the cover from the bacterial filter 2.

Часть компонентов питательной среды вместе с газовым потоком выносится из половолоконного модуля 3 и сорбируется адсорбером 16, чехол из бактериального фильтра 2 защищает атмосферу внутри установки от попадания посторонней микрофлоры, что обеспечивает биологическую чистоту процесса. Одновременно защищается атмосфера приборного отсека и оператор. Part of the components of the nutrient medium, together with the gas stream, is removed from the hollow fiber module 3 and adsorbed by the adsorber 16, the cover from the bacterial filter 2 protects the atmosphere inside the installation from the ingress of extraneous microflora, which ensures the biological purity of the process. At the same time, the atmosphere of the instrument compartment and the operator are protected.

По изменению цвета питательной среды, наблюдаемого через смотровое окно 43 капсулы 42, оперативно контролируется состояние питательной среды, т. е. ее пригодность для дальнейшей подачи в ПМА для осуществления процесса культивирования клеток. При скачкообразном изменении цвета в очередной капсуле 42 системы оперативного контроля оператор перекрывает очередной вентиль 37, прекращает подачу питательной среды в МПА, подачу газа, через фильтр 18 выключает перистальтический насос. Установка, заключенная в корпус 1, прекращает работу. By changing the color of the nutrient medium observed through the viewing window 43 of the capsule 42, the state of the nutrient medium, i.e., its suitability for further supply to the PMA for the implementation of the cell cultivation process, is quickly monitored. When the color changes abruptly in the next capsule 42 of the operational control system, the operator closes the next valve 37, stops the supply of the nutrient medium to the MPA, the gas supply, and turns off the peristaltic pump through the filter 18. The installation enclosed in the housing 1, stops working.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет выполнить поставленную цель - обеспечить культивирование клеток микроорганизмов в условиях микрогравитации на борту КА. Это, в свою очередь, позволяет сопрягать процессы культивирования и биосинтеза клеток и продуктов жизнедеятельности клеток с процессом их очистки до товарного состояния в условиях микрогравитации. Thus, the proposed installation allows you to achieve the goal - to ensure the cultivation of microorganism cells in microgravity on board the spacecraft. This, in turn, allows you to combine the processes of cultivation and biosynthesis of cells and vital products of cells with the process of purification to marketability in microgravity.

Установка экономична благодаря наличию единой циркуляционной подаче питательной среды, а также системе оперативного контроля состояния питательной среды и ее связи через единый отсечной вентиль с приемником суспензии клеток. Установка позволяет полностью использовать потенциал питательной среды, по истощению питательной среды - отсекать поступление некондиционной суспензии клеток в капсулы приемника, что в дальнейшем выделение из нее биологически активных соединений позволяет избежать дополнительных дорогостоящих операций по первичному концентрированию БАС. Установка биологически защищена. (56) Патент Франции N 2476124, кл. С 12 М 1/00, 1981. The installation is economical due to the presence of a single circulating supply of the nutrient medium, as well as a system for operational monitoring of the state of the nutrient medium and its connection through a single shut-off valve with a cell suspension receiver. The installation allows you to fully use the potential of the nutrient medium, to deplete the nutrient medium - to cut off the inflow of substandard cell suspension into the capsules of the receiver, which in the future, the isolation of biologically active compounds from it avoids additional expensive operations for the primary concentration of ALS. The installation is biologically protected. (56) French Patent N 2476124, cl. C 12 M 1/00, 1981.

Описание установки "ACUSYST" - Ir. Проспект фирмы и Endotronics", США, 1986. Installation Description "ACUSYST" - Ir. Company Prospectus and Endotronics, USA, 1986.

Claims

INSTALLATION FOR CULTIVATION OF CELLS OR MICRO-ORGANISMS, comprising a housing with a thermostatically controlled hollow fiber membrane apparatus with fittings for supplying and removing nutrient medium, gas, for loading the inoculum and for removing cell suspension, and connected through the nozzles for supplying nutrient medium and gas through the perist respectively, with a system for storing and supplying a nutrient medium and with a bacterial filter mounted on the housing, and through a fitting for draining a suspension of cells, with a suspension receiver and cells, the nozzle for draining the nutrient medium from the hollow fiber membrane apparatus is connected to the storage and supply system of the nutrient medium, characterized in that the installation is equipped with a sealed bacterial filter cover fixed inside the housing around all nodes, an adsorber installed on the gas outlet line from the hollow fiber membrane apparatus, and a sampler, while the storage and supply of the nutrient medium includes a hydraulic cylinder with a bellows inside, filled with a nutrient medium, tightly attached to the closed end of the hydraulic cylinder and in contact with the piston connected through the rod to the actuator, the fittings for supplying the hollow fiber membrane apparatus and for returning the nutrient medium from it, the fitting for filling and evacuating the bellows cavity and the fitting for removing the nutrient medium into the adjustable collector of the sampler, which, like the cell suspension receiver, includes each adjustable collector, equipped with a nozzle for evacuation and connected to capsules moreover, each connecting pipe of the sampler and each connecting pipe of the receiver of the cell suspension form a pair for simultaneously supplying the cells and the nutrient medium to the capsules, equipped with one valve, and the capsules of the sampler have viewing windows for visual monitoring of the medium.