旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于生物工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]生物反應(yīng)器是用來進行微生物培養(yǎng)、發(fā)酵中最常用的裝置；其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒，其容積在lm3至數(shù)百m3。采用現(xiàn)有的這些通常的生物反應(yīng)器進行微生物培養(yǎng)時，反應(yīng)器內(nèi)的空間是均一的形態(tài)，都是在反應(yīng)器內(nèi)接種微生物菌種后直接進行大量培養(yǎng)。但是很多細胞培養(yǎng)的初期階段細胞量小，同時又對培養(yǎng)密度有要求，而通常的生物反應(yīng)器不太能實現(xiàn)小量培養(yǎng)到大量培養(yǎng)過度的這樣的功能。
[0003]同時，現(xiàn)有通常的生物反應(yīng)器的容器部分都是由不銹鋼一體成型制備的，一方面消毒、滅菌和質(zhì)檢等操作不便，另一方面由于其整體體積和重量龐大，內(nèi)部攪拌只能采用渦輪式旋流、氣升式或者攪拌棒之類的方式進行，攪拌中的增大的剪切力和機械撞擊容易造成細胞損傷，而不能進行最適合于細胞生長的低角度三維旋轉(zhuǎn)攪拌。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型實施的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能從小量到大量的過度培養(yǎng)的旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器。
[0005]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型實施例的技術(shù)方案如下:
[0006]—種旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器，包括具有容納凹部的底座、以及與該底座相適配的頂蓋；所述底座的容納凹部內(nèi)設(shè)有可拆卸的細胞培養(yǎng)盒，且該細胞培養(yǎng)盒內(nèi)具有階梯柱形的細胞培養(yǎng)空間；
[0007]所述底座上還設(shè)置有用于驅(qū)動該底座以底座中軸線為軸進行自轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置。
[0008]采用本實用新型的上述旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器，相比常規(guī)的發(fā)酵罐，通過上述階梯柱形培養(yǎng)盒可以滿足不同個性化個體細胞培養(yǎng)的要求，及培養(yǎng)過程從小量到大量的過度。在上述結(jié)構(gòu)改變之后，整體上相比通常的一體式的不銹鋼發(fā)酵罐重量上能大大降低，通過常規(guī)的電機或馬達等驅(qū)動裝置便可以很容易地使底座進行自轉(zhuǎn)攪拌，避免了常規(guī)發(fā)酵罐用渦輪式旋流或者是攪拌棒攪拌等方式產(chǎn)生的機械沖擊和剪切力造成的細胞損傷。
[0009]優(yōu)選地，所述底座容納凹部的內(nèi)壁面上設(shè)有卡槽，所述細胞培養(yǎng)盒的外表面上設(shè)有與該卡槽適配的卡柱。
[0010]優(yōu)選地，所述容納凹部內(nèi)還設(shè)有凹形的水浴加熱件，且該水浴加熱件的凹形空間的內(nèi)壁面上與細胞培養(yǎng)盒的外形適配；所述細胞培養(yǎng)盒容置于所述水浴加熱件的凹形空間內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地，所述水浴加熱件與底座一體設(shè)置。
[0012]優(yōu)選地，所述細胞培養(yǎng)盒相對于頂蓋的表面上設(shè)有進氣孔，所述頂蓋上設(shè)有與所述進氣孔適配的充氣針頭；
[0013]和/或，所述細胞培養(yǎng)盒相對于頂蓋的表面上設(shè)有用于添加培養(yǎng)液的加液孔，所述頂蓋上設(shè)有與所述加液孔適配的加液針頭。
[0014]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器還包括從所述底座外表面貫穿至細胞培養(yǎng)盒內(nèi)的取樣管。
[0015]優(yōu)選地，所述取樣管上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉該取樣管的電控閥門。
【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0017]圖1為本實用新型實施例旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1中所示的培養(yǎng)盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020]本實用新型實例提供一種旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器，參見圖1所示，包括具有容納凹部(圖中由于容納凹部內(nèi)已經(jīng)安裝上了培養(yǎng)盒30，因此未單獨標示出)的凹形底座10、以及與該底座10相適配并用于蓋合底座10的頂蓋20。
[0021]基于比較正常和通常的設(shè)計，底座10的外形可以采用常規(guī)的圓柱形的形狀，這樣的發(fā)酵罐的外形比較正常，相比其他的非正常形狀，這種圓柱形形狀也比較便于生產(chǎn)加工。底座10的容納凹部內(nèi)設(shè)置有用于培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)盒30 ;當然，該培養(yǎng)盒30通過可拆卸的方式固定在容納凹部內(nèi)，同時為了便于穩(wěn)定培養(yǎng)盒30的形狀與底座10的容納凹部的形狀適配，相比形狀不適配時的需要用固定連接件將培養(yǎng)盒30穩(wěn)固的情形，可以減少采用固定連接件的零件成本和生產(chǎn)加工成本。且本案中采用的培養(yǎng)盒30，其軸向截面形狀可以參見圖1所示，培養(yǎng)盒30內(nèi)部中空的培養(yǎng)空間是隨著圓柱部分的直徑增大而增大的階梯柱形形狀(即是由多個的柱形按直徑逐漸增大的趨勢軸向疊置組成的形狀)，在添加不同的培養(yǎng)基的量后，不同位置的細胞所具有的相對空間寬敞度并不相同，尤其是最底部柱形直徑最小的部分，其細胞所具有的相對空間和密度最大，所以在不同時期(比如早期階段細胞量小但是又對培養(yǎng)密度有要求)根據(jù)需要控制添加不同的培養(yǎng)液量，可以實現(xiàn)從小量到大量進行過度。
[0022]而基于本實用的上述不采用緊固連接件而直接采用形狀適配進行培養(yǎng)盒30固定的情形，培養(yǎng)盒30內(nèi)的細胞培養(yǎng)空間形狀呈階梯柱形，那么基于該培養(yǎng)盒30的外形可以是任意的形狀，但是基于正常生產(chǎn)和設(shè)計以及盒子的結(jié)構(gòu)，本實用對應(yīng)將培養(yǎng)盒的外形也設(shè)計成與內(nèi)培養(yǎng)空間形狀相同的階梯柱形，其外形具體可以參見圖2所示，培養(yǎng)盒30的壁厚度4cm左右即可。同時，由于培養(yǎng)盒30是安裝在底座10的容納凹部內(nèi)，那么可以采用將底座10的容納凹部內(nèi)壁面形狀也對應(yīng)呈相適配的階梯柱形形狀(如果培養(yǎng)盒30的外形不采用上述優(yōu)選的階梯柱形，那么底座10的容納凹部也對應(yīng)可以進行更改；并且這一形狀適配的方式是為了使培養(yǎng)盒30能較為穩(wěn)定的安裝在底座10的容納凹部內(nèi)，如果形狀不適配，那么輔助一些連接緊固件將培養(yǎng)盒30固定即可，只是不如上述形狀適配的安裝方式簡便而已)，當然如果是方柱形或者多邊柱形，安裝之后培養(yǎng)盒30的外形與容納凹部自動形成卡合固定；如果是階梯圓柱形，那么安裝之后在培養(yǎng)的過程中(攪拌、震蕩等等過程中)培養(yǎng)盒30會自轉(zhuǎn)而不穩(wěn)，那么可以輔助設(shè)置一些便于固定的結(jié)構(gòu)，比如在培養(yǎng)盒30的外表面上設(shè)置沿培養(yǎng)盒30軸向的卡柱、對應(yīng)在容納凹部的內(nèi)壁面上設(shè)置卡槽(卡柱、卡槽的固定結(jié)構(gòu)是較為通常的固定結(jié)構(gòu)，所以本案的附圖中未進行標示和體現(xiàn))，從而使培養(yǎng)盒30的緊固。當然，理論上上述柱槽固定的方式可以相反設(shè)置，在培養(yǎng)盒30的外表面上設(shè)置卡槽，而容納凹部的內(nèi)壁面上設(shè)置卡柱，但是由于培養(yǎng)盒30的壁上比較薄，設(shè)置卡槽之后會降低培養(yǎng)盒30的穩(wěn)定性，所以實施中盡量不采用這一種方式進行。
[0023]采用該可拆卸的階梯柱形的培養(yǎng)盒30進行細胞培養(yǎng)時，該培養(yǎng)盒30在密封良好的情況下，每一次進行完細胞發(fā)酵培養(yǎng)之后都可以單獨拆卸出來進行清洗和滅菌、或者直接更換，相比現(xiàn)有通常的不銹鋼一體成型制備的發(fā)酵罐明顯更加便于清洗、消毒、滅菌和質(zhì)檢等操作。而且現(xiàn)有常規(guī)的發(fā)酵罐在對一些特殊性的細胞進行發(fā)酵培養(yǎng)時，比如一些代謝物呈酸性的細胞，其酸性代謝物會對不銹鋼的內(nèi)壁產(chǎn)生酸性腐蝕，而造成金屬離子溶入培養(yǎng)液中，這些金屬離子有一些是具有細胞毒性的；而采用本實用新型的生物反應(yīng)器進行時，根據(jù)細胞毒性和細胞親和性的不同的生長要求，可以對應(yīng)采用不同材料的培養(yǎng)盒30進行，當培養(yǎng)的是上述酸性代謝物的細菌時，那么便可以采用聚合物樹脂(比如聚苯乙烯材料)制成的培養(yǎng)盒30培養(yǎng)；如果是一些需要生物親和環(huán)境才能良好生長的細胞，可以對應(yīng)采用殼聚糖等生物材質(zhì)制備的培養(yǎng)盒30進行；從而實現(xiàn)滿足不同個性化個體細胞培養(yǎng)的要求。
[0024]采用本實用上述基本發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)之后，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)都不必要如通常的不銹鋼材質(zhì)，底座10和頂蓋20不直接接觸培養(yǎng)的細菌，那么便可以采用一些輕質(zhì)金屬或者中空夾層的底座10和頂蓋20進行，在重量大大降低之后，便可以在底座10的底部設(shè)置驅(qū)動裝置40，驅(qū)動其以圓柱形底座10的中軸線為軸進行自轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)細胞的攪拌；驅(qū)動裝置40可以用常規(guī)的電機、馬達等等實現(xiàn)。這樣的自轉(zhuǎn)攪拌更加貼近于低角度三維旋轉(zhuǎn)攪拌，避免了常規(guī)發(fā)酵罐