一次性生物安全型生物反应器支撑装置以及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于生物工程技术领域，具体涉及一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置以及监测方法，该支撑装置包括：用于支撑生物反应器的可控温的支撑主体；生物反应器包括：反应袋，支撑主体包括：由第一侧壁和第二侧壁共同形成的侧壁结构，形成于侧壁结构下方的底座，以及用于对侧壁结构上方进行密封的顶盖，顶盖上设置有用于引出从反应袋中所接出的管道第三入口；其中，支撑装置的进气口设有无菌过滤装置，出气口设有高效过滤或无菌过滤单元，过滤含有微生物的气溶胶，防止气溶胶污染；支撑装置还设有漏液传感器、消毒模块以用于处理泄漏问题防止污染。本发明专利技术所提供的一次性支撑装置尤其适用于细胞或微生物的小型化培养场景。置尤其适用于细胞或微生物的小型化培养场景。置尤其适用于细胞或微生物的小型化培养场景。

【技术实现步骤摘要】
一次性生物安全型生物反应器支撑装置以及监测方法


[0001]本专利技术属于生物工程
，具体涉及一次性生物安全型生物反应器支撑装置以及监测方法。

技术介绍

[0002]一次性生物反应器是一种新型生物反应器，其通常由一次性塑料或不锈钢制成，这种新型生物反应器通常可以应用于以下领域：如细胞培养、细菌培养、病毒培养、单抗等有效物质培养及提取等等。然而现有生物反应器通常是应用在大规模的细胞或微生物培养中(如商业应用)，难以满足小规模化的实验需求。例如，当研究人员在疫苗培育初期，通常需要先在实验室进行多批量的小规模的病毒培养。但是现有的生物安全反应器对于小规模病毒培养而言，无论是在成本、安全性还是操作便捷性上均存在一定缺陷。
[0003]例如，授权公告号为CN102492607B的中国专利技术专利，其公开了一种一次性生物反应器系统及方法。其中，该一次性生物反应器系统包括：一次性容器，其包括至少一个进样口，至少一个排出口，至少一个收集口，使用连接至所有外部开放口的无菌过滤器保护无菌环境的完整性；支撑一次性容器的结构；传感所述容器中所述生物材料一个或多个参数的一个或多个传感器；加热容器内容物的加热器，所述加热器具有恒温器；以及与所述系统装置在一起的混合系统，使得所述一次性容器中含有的生物材料被混合。该生物反应器系统的整体体积偏大，其既采用了大容量的生物反应器，同时还需要一系列的辅助配套设备，成本较高且对实验操作空间也提出了更高的要求。并且，由于大规模微生物或细胞培养和微小型微生物或细胞培养在实际应用过程中存在较大差异。因此，即使是对现有的设备进行等比体积缩小也难以满足实验室的微小型实验需求。又例如，申请公布号为CN103945928A的中国专利技术专利申请，其公开了单次使用式混合和生物反应器系统，该生物反应器系统在应用于微小型实验时也将存在类似的问题。
[0004]为了进一步地适应于微小型实验需求，现有技术中也提出了一些小型反应器的设计方案，例如，申请公告号为CN102212474A的中国专利申请，其公开了一种小型生物反应器，其包括：细胞培养罐体、温控套件、补液(气)装置、细胞光密度检测套件与培养控制装置五部分，所述细胞培养罐体与补液装置相联结，温控套件、细胞光密度检测套件与培养控制装置配合为细胞培养提供优化的生长条件。然而，针对这一种小型生物反应器，在每次反应过后都需要对整体进行蒸汽灭菌，对于批量化的实验而言，操作较为繁琐且应用成本也更高。并且，该生物反应器在用于培养细菌或病毒等具有致病性的微生物时，难以保证反应器内、外环境不受干扰(例如，反应器内的致病细菌可能外溢污染实验环境，甚至威胁操作人员的安全)。
[0005]因此，亟需一种适应于小规模的微生物或细胞培养场景下的生物反应器，以及用于维持生物反应器正常运行的支撑装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置以及监测方法，以部分地解决或缓解现有技术中的上述不足，能够有效解决细胞或微生物在小型化培养过程中的难点。
[0007]为了解决上述所提到的技术问题，本专利技术具体采用以下技术方案：一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，包括：
[0008]用于支撑生物反应器的可控温的支撑主体；所述生物反应器包括：反应袋，所述支撑主体包括：由第一侧壁和第二侧壁共同形成的侧壁结构，形成于所述侧壁结构下方的底座，以及用于对所述侧壁结构上方进行密封的顶盖，其中，所述侧壁结构和所述底座对所述反应袋起到支撑作用；所述顶盖上设置有至少一个第三入口，用于引出从所述反应袋中的第一入口、第二入口所接出的至少一个管道，第一、第二入口分别用于向反应袋加入气体、液体；
[0009]以及用于对所述反应袋进行加热的加热模块，所述加热模块包括：设置在所述第一侧壁上的加热腔体，所述加热腔体用于容纳导热介质，且所述加热腔体上还设置有用于供所述导热介质进、出的介质入口和介质出口；用于监测所述导热介质的温度的温度监测单元，以及与所述温度监测单元通信连接并用于对所述导热介质进行加热的加热单元；
[0010]以及设置在所述底座的中心区域的第一漏液监测模块，所述第一漏液监测模块用于监测所述反应袋和/或所述加热腔体是否出现漏液。
[0011]在一些实施例中，所述生物反应器包括：用于监测所述生物反应器的工作状态参数的工作状态监测模块，所述工作状态参数包括：液体的液压、泡沫生成情况、溶氧率、CO2浓度、pH值以及浊度；相应地，所述支撑装置还包括：中心控制模块，所述中心控制模块用于与所述工作状态监测模块、第一漏液监测模块、加热模块通信连接，并根据所述工作状态监测模块、第一漏液监测模块、加热模块通信的监测结果控制所述生物反应器和所述支撑装置的运行状态。
[0012]在一些实施例中，所述生物反应器还包括：与所述中心控制模块通信连接的安全消毒模块；
[0013]所述安全消毒模块包括：与所述反应袋相连接的回收单元以及消毒单元，所述回收单元包括：回收袋，以及用于连接所述回收袋和所述反应袋的回收管道，所述回收管道内设置有第三控制阀门，所述消毒单元包括：用于存储消毒物质的腔室，用于将所述消毒物质通入所述反应袋内部的第一消毒管道，以及用于将所述消毒物质通入所述支撑主体与所述反应袋之间的第二消毒管道，第一、二消毒管道内均设置有第四控制阀门，其中，所述腔室设置在所述第二侧壁上。
[0014]在一些实施例中，所述第二侧壁上还开设有可视窗口。
[0015]在一些实施例中，所述第二侧壁上设置有第二漏液监测模块，且当所述反应袋安装在所述支撑主体内部时，所述第二漏液监测模块的监测端与所述反应袋的壁面相接触。
[0016]在一些实施例中，所述漏液监测模块包括以下一种或多种传感器：点式漏水传感器、支架探针式漏水传感器、非定位式漏水检测器、定位式漏水检测器。
[0017]在一些实施例中，所述顶盖和所述侧壁结构通过螺纹或抗腐蚀快插结构配合；
[0018]在一些实施例中，所述顶盖和所述侧壁结构通过快插结构配合连接，且所述顶盖
和所述侧壁结构相接触的区域被设置为抗腐蚀材料。
[0019]本专利技术还提供了一种用于一次性生物安全型生物反应器支撑装置的监测方法，包括步骤：
[0020]S200提供如上述任一实施例中所述的支撑装置，以及反应袋；其中，所述反应袋包括：用于测量液压的第一压力监测单元，所述反应袋安装在所述支撑装置的支撑主体内部，所述反应袋的壁面与所述支撑装置的至少一处侧壁相抵靠或邻近，以提高加热模块对所述反应袋进行加热的加热效率，所述反应袋的底部与第一漏液监测模块相接触，以促进所述第一漏液监测模块对所述反应袋的漏液监测；
[0021]S202通过所述反应袋上的第一入口或第二入口向所述反应袋中通入预设量的气体或液体以进行微生物或细胞的培养；
[0022]S204通过所述支撑装置的中心控制模块对所述第一压力监测单元的液压、所述第一漏液监测模块的漏液数值进行实时监测；
[0023]S206根据所述液压和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，包括：用于支撑生物反应器的可控温的支撑主体；所述生物反应器包括：反应袋，所述支撑主体包括：由第一侧壁和第二侧壁共同形成的侧壁结构，形成于所述侧壁结构下方的底座，以及用于对所述侧壁结构上方进行密封的顶盖，其中，所述侧壁结构和所述底座对所述反应袋起到支撑作用；所述顶盖上设置有至少一个第三入口，用于引出从所述反应袋中的第一入口、第二入口所接出的至少一个管道，第一、第二入口分别用于向反应袋加入气体、液体；以及用于对所述反应袋进行加热的加热模块，所述加热模块包括：设置在所述第一侧壁上的加热腔体，所述加热腔体用于容纳导热介质，且所述加热腔体上还设置有用于供所述导热介质进、出的介质入口和介质出口；用于监测所述导热介质的温度的温度监测单元，以及与所述温度监测单元通信连接并用于对所述导热介质进行加热的加热单元；以及设置在所述底座的中心区域的第一漏液监测模块，所述第一漏液监测模块用于监测所述反应袋和/或所述加热腔体是否出现漏液。2.根据权利要求1所述的一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，所述生物反应器包括：用于监测所述生物反应器的工作状态参数的工作状态监测模块，所述工作状态参数包括：液体的液压、泡沫生成情况、溶氧率、CO2浓度、pH值以及浊度；相应地，所述支撑装置还包括：中心控制模块，所述中心控制模块用于与所述工作状态监测模块、第一漏液监测模块、加热模块通信连接，并根据所述工作状态监测模块、第一漏液监测模块、加热模块通信的监测结果控制所述生物反应器和所述支撑装置的运行状态。3.根据权利要求2所述的一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，所述生物反应器还包括：与所述中心控制模块通信连接的安全消毒模块；所述安全消毒模块包括：与所述反应袋相连接的回收单元以及消毒单元，所述回收单元包括：回收袋，以及用于连接所述回收袋和所述反应袋的回收管道，所述回收管道内设置有第三控制阀门，所述消毒单元包括：用于存储消毒物质的腔室，用于将所述消毒物质通入所述反应袋内部的第一消毒管道，以及用于将所述消毒物质通入所述支撑主体与所述反应袋之间的第二消毒管道，第一、二消毒管道内均设置有第四控制阀门，其中，所述腔室设置在所述第二侧壁上。4.根据权利要求1所述的一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，所述第二侧壁上还开设有可视窗口。5.根据权利要求1所述的一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，所述第二侧壁上设置有第二漏液监测模块，且当所述反应袋安装在所述支撑主体内部时，所述第二漏液监测模块的监测端与所述反应袋的壁面相接触。6.根据权利要求1或5所述的一种一次性生物安全型生物反应器支撑装置，其特征在于，漏液监测模块包括以下一种或多种传感器：点式漏水传感器、支架探针式漏水传感器、非定位式漏水检测器、定位式漏水检测器；和/或，所述顶盖和所述侧壁结构通过螺纹配合；和/或，所述顶盖和所述侧壁结构通过快插结构配合连接，且所述顶盖和所述侧壁结构相接触的区域被设置为抗腐蚀材料。7.一种用于一次性生物安全型生物反应器支撑装置的监测方法，其特征在于，包括步骤：
S200提供如权利要求1
‑
6中任一所述的支撑装置，以及反应袋；其中，所述反应袋包括：用于测量液压的第一压力监测单元，所述反应袋安装在所述支撑装置的支撑主体内部，所述反应袋的壁面与所述支撑装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟瑜，林静雯，姚慰炜，陈路，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：