專利名稱：一種動物細胞培養生物反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物技術領域，特別涉及一種動物細胞培養生物反應器。
背景技術：
生物反應器，指以活細胞或酶為生物催化劑進行細胞增殖或生化反應提供適宜環 境的設備，它是生物反應過程中的關鍵設備。從生物反應過程說，專為動物細胞大量培養用 的生物反應器，稱為動物細胞培養生物反應器。動物細胞培養生物反應器，由于為細胞生長 提供了一個適宜、可控的生長環境，并能夠擴大生產規模，符合上述產品生產要求，使動物 細胞工業化大規模培養成為可能。因此，動物細胞培養生物反應器的應用，在生物產品生產 上具有很大的優越性，能夠持續提高生產力，進而降低成本，增強競爭力。動物細胞培養生 物反應器是動物細胞體外大規模培養時，整個培養過程的關鍵設備，動物細胞培養技術能 否大規模工業化、商業化，關鍵在于能否設計出合適的動物細胞培養生物反應器。罐體是動物細胞培養生物反應器中最重要的組成部分之一。現有罐體的罐底常 設置機械攪拌裝置，通過機械攪拌裝置的作用使罐內的細胞和養分在培養液中均勻分布， 使養分充分被細胞利用，并增大氣液接觸面，有利于氧的傳遞，可獲得良好的混合和傳質效 果。機械攪拌的作用可使進入罐內的空氣很好地獲得破碎和分布，以增加罐內氣液接觸面 積而有利于氧的傳遞和發酵液的混合。但是這種機械攪拌裝置與罐體之間采用機械密封， 動物細胞培養生物反應器與外界不能完全密封，不能保證動物細胞培養生物反應器長時間 無菌運行。
實用新型內容本實用新型實施例提供了一種動物細胞培養生物反應器，用以提供一種具有良好 的密封性的動物細胞培養生物反應器。本實用新型實施例提供一種動物細胞培養生物反應器，包括罐體，還包括罐內攪拌軸，設置于所述罐體的罐底的內表面上；用于利用磁力作用驅動所述罐內攪拌軸轉動的磁力驅動裝置，設置于所述罐底的 外表面上。所述罐內攪拌軸的接觸培養物的表面的粗燥度小于或等于0.4 μ m。所述的動物細胞培養生物反應器，還包括與所述罐體連接的輔助器件；所述輔助器件包括機械攪拌裝置、擋板、不銹鋼隔膜式罐底閥、稱重模塊、360度旋 轉清洗球、氣體除菌過濾器、隔膜式壓力表、壓力傳感器、溫度傳感器、無菌取樣閥、酸堿度 探頭、溶氧探頭、視鏡、視景燈和安全閥中的任一個器件或多個器件。所述罐體為圓柱形罐體；所述圓柱形罐體的內高度與內直徑的比例大于或等于1 1且小于或等于
2 · 5 · 1 ο[0014]所述罐體的容積大于或等于100升且小于或等于10000升。所述罐體的內表面的粗糙度小于0. 4 μ m ；禾Π /或所述罐體的外表面的粗糙度小于0. 8 μ m。所述罐體的上端開口設置有蝶形封頭，所述蝶形封頭上設置有法蘭罐蓋；或所述罐體的上端開口設置有法蘭罐蓋；或所述罐體的罐底設置有蝶形封頭。所述罐體的頂部設置有至少六只工藝管口；和/或所述罐體的腰部設置有至少五只工藝管口。所述罐體包括容器筒體、夾套筒體和保溫筒體；其中，所述容器筒體套于所述夾套筒體內，所述夾套筒體套于所述保溫筒體內，且 所述夾套筒體設置有至少一只用于進水至所述夾套筒體與所述容器筒體之間空隙的工藝 管口和至少一只用于排水的工藝管口。所述工藝管口的高度小于70毫米。本實用新型實施例提供的動物細胞培養生物反應器，采用磁力攪拌系統，使得動 物細胞培養生物反應器與外界完全隔離，不產生泄露，具有良好的密封性，解決了動物細胞 培養的泄露和染菌問題。另外，罐體的特定徑高比能增加大氣液接觸面積，提高空氣利用 率、傳質效果和傳熱效果，同時，內、外表面特定的粗糙度也有利于滅菌徹底，降低動物細胞 被污染的可能性，從而為實現良好的動物細胞培養奠定了基礎。
圖IA為本實用新型實施例第一種動物細胞培養生物反應器的正視圖；圖IB為圖IA所示動物細胞培養生物反應器的俯視圖；圖IC為圖IA所示動物細胞培養生物反應器的仰視圖；圖2為本實用新型實施例第二種動物細胞培養生物反應器的正視圖；圖3A為本實用新型實施例第三種動物細胞培養生物反應器的正視圖；圖3B為圖3A所示動物細胞培養生物反應器的俯視圖；圖4A為本實用新型實施例第四種動物細胞培養生物反應器的正視圖；圖4B為圖4A所示動物細胞培養生物反應器的俯視圖；圖5A為本實用新型實施例第五種生物反應器的正視圖；圖5B為圖5A所示生物反應器的俯視圖。
具體實施方式
為了解決現有技術存在的問題，本實用新型實施例提供了一種動物細胞培養生物 反應器。如圖1A、1B和IC所示，本實用新型實施例提供的一種動物細胞培養生物反應器， 包括罐體11，還包括罐內攪拌軸121，設置于罐體11的罐底的內表面上；用于利用磁力作用驅動罐內攪拌軸121轉動的磁力驅動裝置122，設置于罐底的 外表面上。
4[0040]可將罐內攪拌軸121和磁力驅動裝置122統稱為磁力攪拌系統。比如，罐內攪拌軸121通過連接件固定連接于罐底的內表面上；磁力驅動裝置122 通過連接件固定連接于罐底的外表面上，其位置與罐內攪拌軸121對應；磁力驅動裝置122 利用磁力作用驅動罐內攪拌軸121轉動，罐內攪拌軸121上可以安裝槳葉攪拌器或者葉輪 攪拌器等形式的攪拌器，攪拌器在罐內攪拌軸121的帶動下攪拌罐內的培養物。磁力驅動裝置122與罐內攪拌軸121采用磁力傳動，使得動物細胞培養生物反應 器與外界完全隔離，不產生泄露，具有良好的密封性，解決了細胞培養的泄露和染菌問題。其中，罐內攪拌軸121的接觸培養物的表面的粗燥度小于或等于0.4 μ m。上述動物細胞培養生物反應器還包括與罐體11連接的輔助器件；其中，輔助器件包括機械攪拌裝置、擋板、不銹鋼隔膜 式罐底閥、稱重模塊、360度旋轉清洗球、氣體除菌過濾器、隔膜式壓力表、壓力傳感器、溫度 傳感器、無菌取樣閥、酸堿度探頭、溶氧探頭、視鏡、視景燈和安全閥中的任一個器件或多個 器件。以上各器件的具體設置位置可以根據需要來定。比如，擋板垂直地固定于罐體11的 內壁上，機械攪拌裝置設置于罐體11的頂端。另外，罐體11可為圓柱形罐體；此時，圓柱形罐體的內高度與內直徑的比例大于 或等于1 1且小于或等于2. 5 1。培養動物細胞過程對培養環境有較高的要求，對動物細胞培養生物反應器的各結 構參數要求都比較精細。實驗證明，當罐體11的內高度h與內直徑d的比例介于1 1和 2.5 1之間時，能增加大氣液接觸面積，提高空氣利用率、傳質效果和傳熱效果，為實現良 好的動物細胞培養奠定了基礎。罐體11的容積大于或等于100升且小于或等于10000升。罐體11的內表面的粗糙度小于0. 4μπι ；和/或罐體11的外表面的粗糙度小于 O-Sum0罐體11的內、外表面粗糙度符合上述條件時，能使罐體11易于清潔，利于滅菌徹 底，降低動物細胞被污染的可能性。如圖2所示，罐體11的上端開口還可以設置有法蘭罐蓋17。罐體11的上端開口 還可設置有蝶形封頭，蝶形封頭上還可以設置有法蘭罐蓋。罐體的罐底還可以設置有蝶形 封頭。如圖3Α-3Β所示，罐體11的頂端可以設置有至少六只工藝管口 171。如圖4Α-4Β 所示，罐體11的腰部可設置有至少五只工藝管口 111。罐體11的設計壓力大于或等于0. 27兆帕，工作壓力大于或等于0. 25兆帕。如圖5Α-5Β所示，罐體11可包括容器筒體112、夾套筒體113和保溫筒體114 ；其中，容器筒體112套于夾套筒體113內，夾套筒體113套于保溫筒體114內，且 夾套筒體113設置有至少一只用于進水至夾套筒體113與容器筒體112之間空隙的工藝管 口 1131和至少一只用于排水的工藝管口 1132。上述工藝管口 (171、111、1131和1132)的高度小于70毫米。另外，罐體11接觸培養物的內表面(罐體內膽、工藝接口、卡盤、罐底閥、攪拌軸和 過濾器)采用316L不銹鋼，其余部分采用304不銹鋼，這樣有利于滅菌徹底，降低動物細胞 被污染的可能性。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種動物細胞培養生物反應器，包括罐體，其特征在于，還包括罐內攪拌軸，設置于所述罐體的罐底的內表面上；用于利用磁力作用驅動所述罐內攪拌軸轉動的磁力驅動裝置，設置于所述罐底的外表面上。
2.如權利要求1所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于，所述罐內攪拌軸的接觸培養物的表面的粗燥度小于或等于0. 4 μ m。
3.如權利要求1或2所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于，還包括 與所述罐體連接的輔助器件；所述輔助器件包括機械攪拌裝置、擋板、不銹鋼隔膜式罐底閥、稱重模塊、360度旋轉清 洗球、氣體除菌過濾器、隔膜式壓力表、壓力傳感器、溫度傳感器、無菌取樣閥、酸堿度探頭、 溶氧探頭、視鏡、視景燈和安全閥中的任一個器件或多個器件。
4.如權利要求1所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述罐體為圓柱形罐體；所述圓柱形罐體的內高度與內直徑的比例大于或等于1 1且小于或等于2. 5 1。
5.如權利要求1或4所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述罐體的容積大于或等于100升且小于或等于10000升。
6.如權利要求1或4所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述罐體的內表面的粗糙度小于0. 4μ m ；和/或所述罐體的外表面的粗糙度小于0. 8 μ m。
7.如權利要求1所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于，所述罐體的上端開口設置有蝶形封頭，所述蝶形封頭上設置有法蘭罐蓋；或 所述罐體的上端開口設置有法蘭罐蓋；或 所述罐體的罐底設置有蠑形封頭。
8.如權利要求1所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述罐體的頂部設置有至少六只工藝管口 ；和/或所述罐體的腰部設置有至少五只工藝管口。
9.如權利要求1所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述罐體包括容器筒體、夾套筒體和保溫筒體；其中，所述容器筒體套于所述夾套筒體內，所述夾套筒體套于所述保溫筒體內，且所述 夾套筒體設置有至少一只用于進水至所述夾套筒體與所述容器筒體之間空隙的工藝管口 和至少一只用于排水的工藝管口。
10.如權利要求7、8或9所述的動物細胞培養生物反應器，其特征在于， 所述工藝管口的高度小于70毫米。
專利摘要本實用新型提供一種動物細胞培養生物反應器，用以提供一種具有良好的密封性的動物細胞培養生物反應器。該動物細胞培養生物反應器，包括罐體，還包括罐內攪拌軸，設置于所述罐體的罐底的內表面上；用于利用磁力作用驅動所述罐內攪拌軸轉動的磁力驅動裝置，設置于所述罐底的外表面上。該動物細胞培養生物反應器與外界完全隔離，不產生泄露，具有良好的密封性，解決了細胞培養的泄露和染菌問題。
文檔編號C12M3/00GK201762330SQ2010205129
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者王建超, 英春立, 高博學 申請人:北京清大天一科技有限公司