一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及细胞培养技术领域，且公开了一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，包括反应筒、搅拌机构和培养机构，搅拌机构设置在反应筒上，培养机构设置在反应筒内，培养机构包括培养盆和保护罩，培养盆外沿固定连接有软性环，保护罩与软性环固定连接，培养盆和保护罩的凹面相对应，培养盆和保护罩对应面等间距固定连接有支撑机构，支撑机构的外壁固定安装有附壁填充物，通过搅拌机构和培养机构的设置，通过搅拌机构对营养液的搅拌，实现装置的较大的操作范围、营养液良好的混合性和浓度均匀性，且通过培养机构对细胞进行承载和保护，避免细胞受到搅拌机构搅拌时产生的较大剪切力影响而受损的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法
本专利技术涉及细胞培养
，具体为一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法。
技术介绍
动物细胞体外培养时，生物反应器是整个培养过程的关键设备，为细胞提供了一个适宜的生长环境，使之快速增殖并形成所需的生物组织制品。现有搅拌式的生物反应器在使用时，因为动物细胞没有细胞壁的保护，因此对剪切作用十分敏感，直接的机械搅拌很容易对其造成损害，而现有的改进搅拌桨的形式以及在反应器内加装辅件等方式，对保护细胞的效果均不够充分和完善。因此亟需一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法来解决上述问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法来解决上述问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于细胞培养的高效生物反应器，包括反应筒、搅拌机构和培养机构，搅拌机构设置在反应筒上，培养机构设置在反应筒内，反应筒左侧底端和右侧顶端均固定连接且连通有管道，搅拌机构包括转动电机和搅拌中心轴，转动电机固定安装在反应筒的顶面中心，反应筒顶面中心开设有孔且转动电机的传动轴套入在其中，搅拌中心轴与转动电机的传动轴固定连接，搅拌中心轴中部的侧面呈镂空状态且套入有搅拌横轴，培养机构包括培养盆和保护罩，培养盆外沿固定连接有软性环，软性环外壁等间距开设有孔且孔内套入有螺栓，保护罩内壁等间距铺设有孔且通过螺栓与软性环固定连接，培养盆和保护罩的凹面相对应，保护罩的顶面外壁铺设有孔，培养盆和保护罩对应面等间距固定连接有支撑机构，支撑机构的外壁固定安装有附壁填充物。优选的，所述反应筒的上下两面内壁均固定连接有紊流垫，每组紊流垫的数量为四个且呈十字形分布，两组紊流垫相对应的一面铺设有孔，搅拌中心轴上下两端外壁均固定连接有搅拌拨动轴。优选的，所述搅拌横轴在搅拌中心轴两侧外壁均固定连接有夹板，搅拌横轴在搅拌中心轴和夹板之间的外壁套入有搅拌竖轴，搅拌中心轴外壁在对应搅拌竖轴内部的位置固定连接有卡板，两个搅拌竖轴背面一面的顶端和底端均固定连接有搅拌斜轴。优选的，所述搅拌横轴、搅拌竖轴和搅拌斜轴外壁均固定连接有气垫，气垫的内壁铺设有弹簧。优选的，所述搅拌横轴内部等间距固定连接有强磁铁，培养盆的凸面固定连接有传动筒，传动筒底面固定连接有弹簧，传动筒顶面固定连接有拉杆，拉杆贯穿培养盆且与保护罩凹面中心固定连接，搅拌横轴的两端均固定连接有直齿轮，反应筒内壁固定连接有顶面开设有齿槽的齿环，齿环与两个直齿轮均啮合。优选的，所述支撑机构包括数量均为多个的波纹管和连接块，每个连接块的上下两面均固定连接一个连接块，附壁填充物呈套入式固定在连接块外壁上，连接块前后和左右两面的顶端和底端均通过转轴合页固定连接有保护板，保护板对应波纹管一面的底端固定连接有气管，气管远离保护板的一端与波纹管固定连接且连通。优选的，所述连接块内部开设有横截面呈横置的圆柱形的转槽，转槽的两侧面均开设有槽且槽内通过转动轴承固定连接有转轴，转轴外壁通过扭簧与转槽两侧面的槽内壁连接，转轴外壁等间距设置有扇板，扇板与转槽内壁贴合，转槽顶端前侧和底端后侧均开设有孔且分别与两个波纹管连通。一种用于细胞培养的高效生物反应器的工作方法，包括以下步骤：(1)搅拌机构的运作。(2)培养机构的运作。(3)支撑机构的运作。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，具备以下有益效果：1、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过搅拌机构和培养机构的设置，通过搅拌机构对营养液的搅拌，实现装置的较大的操作范围、营养液良好的混合性和浓度均匀性，且通过培养机构对细胞进行承载和保护，避免细胞受到搅拌机构搅拌时产生的较大剪切力影响而受损的问题。2、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过培养机构的设置，对细胞进行收容培养，使得在收集细胞时，只需要将培养机构取出再进行摘除，提高细胞培养的效率和降低操作难度。3、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过搅拌机构和培养机构的设置，搅拌机构在搅拌营养液后带动其流动，从而带动培养机构在反应筒内呈运动的状态，利用培养机构的运动来不间断更换培养盆和保护罩内的营养液，保证培养盆和保护罩内营养液中养分和氧气被消耗殆尽前能够及时更换，从而提高细胞培养的效果。4、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过紊流垫的设置，在搅拌机构搅拌营养液的过程中，紊流垫从反应筒的上下两面产生喷射营养液的水流，喷射的水流压力对反应筒内的营养液产生紊流效果，增加水流的搅拌效果。5、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过紊流垫的设置，利用紊流垫对反应筒内营养液产生的喷射对培养机构产生推力，避免培养机构漂浮或堆积在反应筒内壁上方或下方，导致远离搅拌位置而静置的问题。6、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过搅拌竖轴和搅拌斜轴的设置，大幅增加搅拌机构搅拌的范围和搅拌的效果，进一步提高营养液良好的混合性和浓度均匀性。7、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过气垫的设置，在培养机构运动至与搅拌横轴、搅拌竖轴和搅拌斜轴外壁接触时，利用气垫的弹性对冲击力进行缓冲，避免培养机构因碰触产生震荡的问题，且通过回弹推动培养机构远离搅拌横轴、搅拌竖轴和搅拌斜轴，对培养机构内的细胞起到保护作用。8、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过齿环和直齿轮的设置，使得搅拌竖轴和搅拌斜轴产生两种方向的转动，不仅增加反应筒内营养液的搅拌效果，且增加水流的紊流性，使得培养机构产生无序性的运动，增加培养机构营养液的接触范围，避免部分位置的营养液无法与规律运动的培养机构接触，从而增加对营养液的利用效果和效率，同时避免营养液产生涡流导致培养机构向搅拌中心轴靠近而导致相互挤压的问题。9、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过强磁铁的设置，利用磁力对保护罩起到往复收缩和扩展的效果，保护罩从收缩到扩展时能够实现对营养液的更换，且产生推力带动培养机构的运动，进一步增加培养机构与营养液的接触范围，增加对营养液的利用效果。10、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过支撑机构的设置，在保护罩收缩时，自动翻转保护板对附壁填充物进行遮盖，从而对附壁填充物上的细胞起到保护作用，避免保护罩挤压水流时产生的剪切力对细胞产生不利影响，提高对细胞的保护作用。11、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过转槽的设置，利用扇板将挤压的空气分隔存储，避免气压的反作用力导致波纹管的收缩极限受到限位，当波纹管伸展时，扭簧回弹来将空气分段式重新注入波纹管内，避免挤压回充过快导致波纹管胀裂。12、该用于细胞培养的高效生物反应器及其工作方法，通过离心槽的设置，转轴转动时会通过离心力将对应离心槽的扇板甩出，随着离心力伸出的扇板会扩大离心力作用的力矩，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于细胞培养的高效生物反应器，包括反应筒(1)、搅拌机构(2)和培养机构(3)，搅拌机构(2)设置在反应筒(1)上，培养机构(3)设置在反应筒(1)内，反应筒(1)左侧底端和右侧顶端均固定连接且连通有管道，搅拌机构(2)包括转动电机(201)和搅拌中心轴(202)，转动电机(201)固定安装在反应筒(1)的顶面中心，反应筒(1)顶面中心开设有孔且转动电机(201)的传动轴套入在其中，搅拌中心轴(202)与转动电机(201)的传动轴固定连接，搅拌中心轴(202)中部的侧面呈镂空状态且套入有搅拌横轴(203)，其特征在于：所述培养机构(3)包括培养盆(301)和保护罩(302)，培养盆(301)外沿固定连接有软性环(303)，软性环(303)外壁等间距开设有孔且孔内套入有螺栓，保护罩(302)内壁等间距铺设有孔且通过螺栓与软性环(303)固定连接，培养盆(301)和保护罩(302)的凹面相对应，保护罩(302)的顶面外壁铺设有孔，培养盆(301)和保护罩(302)对应面等间距固定连接有支撑机构(4)，支撑机构(4)的外壁固定安装有附壁填充物(304)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于细胞培养的高效生物反应器，包括反应筒(1)、搅拌机构(2)和培养机构(3)，搅拌机构(2)设置在反应筒(1)上，培养机构(3)设置在反应筒(1)内，反应筒(1)左侧底端和右侧顶端均固定连接且连通有管道，搅拌机构(2)包括转动电机(201)和搅拌中心轴(202)，转动电机(201)固定安装在反应筒(1)的顶面中心，反应筒(1)顶面中心开设有孔且转动电机(201)的传动轴套入在其中，搅拌中心轴(202)与转动电机(201)的传动轴固定连接，搅拌中心轴(202)中部的侧面呈镂空状态且套入有搅拌横轴(203)，其特征在于：所述培养机构(3)包括培养盆(301)和保护罩(302)，培养盆(301)外沿固定连接有软性环(303)，软性环(303)外壁等间距开设有孔且孔内套入有螺栓，保护罩(302)内壁等间距铺设有孔且通过螺栓与软性环(303)固定连接，培养盆(301)和保护罩(302)的凹面相对应，保护罩(302)的顶面外壁铺设有孔，培养盆(301)和保护罩(302)对应面等间距固定连接有支撑机构(4)，支撑机构(4)的外壁固定安装有附壁填充物(304)。


2.根据权利要求1所述的一种用于细胞培养的高效生物反应器，其特征在于：所述反应筒(1)的上下两面内壁均固定连接有紊流垫(2011)，每组紊流垫(2011)的数量为四个且呈十字形分布，两组紊流垫(2011)相对应的一面铺设有孔，搅拌中心轴(202)上下两端外壁均固定连接有搅拌拨动轴(2010)。


3.根据权利要求1所述的一种用于细胞培养的高效生物反应器，其特征在于：所述搅拌横轴(203)在搅拌中心轴(202)两侧外壁均固定连接有夹板(206)，搅拌横轴(203)在搅拌中心轴(202)和夹板(206)之间的外壁套入有搅拌竖轴(208)，搅拌中心轴(202)外壁在对应搅拌竖轴(208)内部的位置固定连接有卡板(207)，两个搅拌竖轴(208)背面一面的顶端和底端均固定连接有搅拌斜轴(209)。


4.根据权利要求3所述的一种用于细胞培养的高效生物反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：施伟，
申请(专利权)人：北京金华雅轩健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11