针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于生物工程细胞培养技术领域，具体为一种针对纳米凝胶3D细胞培养中培养基自动更换装置。本发明专利技术系统包括培养基储存装置、进液系统、凝胶3D细胞培养装置、出液系统、废液储存装置、时间控制系统。其中：培养基储存装置用于储存动态补充的新鲜细胞培养液；进液系统用于将储存装置的培养液输入到细胞培养装置中；凝胶3D细胞培养装置用于动物细胞规模化凝胶3D培养；出液系统用于将细胞培养装置中的细胞培养废液排出到废液储存装置中；废液储存装置用于储存细胞培养废液；时间控制系统用于调节更换细胞培养液的时间和频率。本发明专利技术可以根据不同生长要求，在特定时间间隔进行培养液的更换，从而弥补由于营养液的快速损耗或pH值变化造成的增殖效率的下降。

Culture medium automatic replacement device for nano gel 3D cell culture process

The invention belongs to the field of bioengineering cell culture technology, in particular to an automatic replacement device for culture medium in nano gel 3D cell culture. The system comprises a medium storage device, a liquid feeding system, a gel 3D cell culture device, a liquid delivery system, a waste liquid storage device and a time control system. The medium storage device for storing of fresh cell culture liquid; a liquid inlet system for storage medium device is input to the cell culture device; gel 3D cell culture device for large scale animal cell culture 3D gel; for cell culture device in cell culture wastewater discharged to a waste liquid storage device a liquid storage device for storing waste water system; cell culture liquid; cell culture time and frequency regulation of replacement fluid for time control system. According to different growth requirements, the invention can replace the culture medium at a certain time interval, so as to compensate for the decrease of the proliferation efficiency caused by the rapid loss of the nutrient solution or the change of the pH value.

【技术实现步骤摘要】
针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置
本专利技术属于生物工程细胞培养
，具体涉及一种针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置。
技术介绍
在细胞和组织培养领域，从上世纪70年代起二维（2D）培养的局限性和三维（3D）培养的优点引来诸多关注，越来越多的研究希望将细胞从平面环境中转变到3D空间来。随着在生物相关性，通量，产出量等方面的改进，伴随3D培养成本的降低，3D培养在再生医学，基础研究和药物研发中的应用将越来越广泛，一场细胞由2D培养走向3D的变革正在发生。细胞增殖，分化和代谢等生理活动都严重受到微环境的影响。当前细胞生物学研究大多还是在二维平面培养进行，这种平面培养、生长方式与机体内立体环境差别很大，导致细胞形态、分化、细胞与基质间的相互作用以及细胞与细胞间的相互作用与体内生理条件下细胞的行为存在明显差异。2D和3D环境下培养的细胞相比较，诸多生理指标都显著不同，更有甚者，有时药物作用于2D培养的细胞呈现的效应与3D细胞相反。3D培养可以设计模拟体内的生理环境，让细胞在生理行为上与机体实际的生理环境更接近。正因为此，很多药物研发企业和护肤品生产企业更倾向于使用3D培养细胞（或组织类似物）来开展实验、研究。3D培养让药物研发企业缩短了研发周期，提高了结果可信度，研发少走了弯路，从而节省了成本，提高了企业的竞争力。未来，在高通量，自动化，低成本，广应用性和高预测性等方面3D培养将逐步突破并日趋成熟、完善。纳米凝胶材料作为自然的细胞外基质中的仿生蛋白质纤维材料。具有良好的pH敏感性，生物相容性和细胞亲和性，用于细胞培养和细胞脱附时，使用简单方便，并可避免传统的酶解法等造成的细胞功能损伤等特点。由于实现了细胞的三维培养，提高了细胞的大规模培养的效率。细胞的快速增值的过程中会快速的消耗营养物质，如果细胞培养基更换不及时，会造成局部的营养物质快速损耗和周围pH值的变化，从而降低细胞的增殖速率。因此，如何在3D大规模细胞培养过程中及时的更换细胞培养基是细胞大规模培养过程中的一个关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对细胞在3D凝胶中快速生长的特点以及现有的人工换液的存在的效率问题，提出一种针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置。实现上述目的的技术方案是：针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置，其特征在于包括培养基储存装置、进液系统、凝胶3D细胞培养装置、出液系统、废液储存装置、时间控制系统；其中：所述培养基储存装置用于储存细胞培养液；所述进液系统用于将储存装置的培养液输入至细胞培养装置中；所述凝胶3D细胞培养装置用于动物细胞规模化凝胶3D培养；所述出液系统用于将细胞培养装置中的细胞培养废液输出至废液储存装置中；所述废液储存装置用于储存细胞培养废液；所述时间控制系统用于控制进液系统和出液系统的工作时间、工作周期，从而控制凝胶3D细胞培养装置中的细胞培养液的更新时间。进一步地，所述的凝胶3D细胞培养装置采用直径大于等于60毫米的聚乙烯细胞培养皿。进一步地，所述的进液系统和出液系统的流量是可调控的。进一步地，所述的时间控制系统可以进行特定的时间点或时间间隔的设定功能。本专利技术提出的针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置的优点是：由于动物细胞可以在3D凝胶固体中生长，对于上层的液体培养基可以实现自动更换，而且不会影响凝胶中细胞的生长状态。克服了目前动物细胞液体培养下无法自动换液的技术不足，提出一种自动换液系统，可以根据不同生长要求，在特定时间间隔进行培养液的更换，从而弥补由于营养液的快速损耗或pH值变化造成的增殖效率的下降。同时还避免了由于人工操作不当造成细胞污染，生长效率下降等弊端，减少人为参与，提高了生产效率和批次的一致性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的设计内容，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作具体介绍，显而易见，附图仅仅是本专利技术的的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得其他的附图。图1本专利技术的结构示意图；图2本实专利技术时间控制系统的原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例，更具体地描述本专利技术，但不应该被认为仅限于在此阐述的实施例。如图1所示，本专利技术包括培养基储存装置1、进液系统2、凝胶3D细胞培养装置3、出液系统4、废液储存装置5、时间控制系统6，其中：培养基储存装置1用于储存细胞培养液，废液储存装置5用于储存细胞培养废液，凝胶3D细胞培养装置3是直径大于等于60毫米的聚乙烯细胞培养皿，凝胶3D培养装置3内设置有固态凝胶层31和液态培养基层32。培养基储存装置1通过进液系统2连接凝胶3D细胞培养装置3，凝胶3D细胞培养装置3的液态培养基层32通过出液系统4连接废液储存装置5，其中进液系统2和出液系统4可以采用现有技术中常用的可调流量泵。时间控制系统6用于控制进液系统2和出液系统4的工作时间、工作周期，从而控制凝胶3D细胞培养装置3中的细胞培养液的更新时间，如图2所示，时间控制系统6可以采用现有技术中单片机61，进液系统2的可调流量泵62、出液系统4的可调流量泵63分别通过继电器64连接在单片机61的输出端，单片机61具有特定的时间点或时间间隔的设定功能。在细胞增殖过程中，出液系统4将营养消耗的培养液排出到废液储存装置5中。随后，进液系统3新鲜的培养液输入到凝胶3D培养装置3中。培养液更换的频率通过单片机61来进行调节。从而达到了培养液的自动更换过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置，其特征在于包括培养基储存装置、进液系统、凝胶3D细胞培养装置、出液系统、废液储存装置、时间控制系统；其中：所述培养基储存装置用于储存细胞培养液；所述进液系统用于将储存装置的培养液输入至细胞培养装置中；所述凝胶3D细胞培养装置用于动物细胞规模化凝胶3D培养；所述出液系统用于将细胞培养装置中的细胞培养废液输出至废液储存装置中；所述废液储存装置用于储存细胞培养废液；所述时间控制系统用于控制进液系统和出液系统的工作时间、工作周期，从而控制凝胶3D细胞培养装置中的细胞培养液的更新时间。

【技术特征摘要】
1.针对纳米凝胶3D细胞培养过程中培养基自动更换装置，其特征在于包括培养基储存装置、进液系统、凝胶3D细胞培养装置、出液系统、废液储存装置、时间控制系统；其中：所述培养基储存装置用于储存细胞培养液；所述进液系统用于将储存装置的培养液输入至细胞培养装置中；所述凝胶3D细胞培养装置用于动物细胞规模化凝胶3D培养；所述出液系统用于将细胞培养装置中的细胞培养废液输出至废液储存装置中；所述废液储存装置用于储存细胞培养废液；所述时间控制系统用于控制进液系统和出液系统的工作时间、工...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄威，朱琳，刘子铖，
申请(专利权)人：九三极恒生物医药科技江苏有限公司，甄威，朱琳，刘子铖，
类型：发明
国别省市：江苏,32