專利名稱：一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸浮生物細胞高效培養(yǎng)的膜生物反應(yīng)器裝置，特別涉及一種用于微重力和模擬微重力環(huán)境下的膜生物反應(yīng)器，主要用于微重力環(huán)境和作為地面模擬微重力實驗裝置進行懸浮生物細胞的長時間培養(yǎng)和生物學(xué)效應(yīng)研究以及重組蛋白的高效制備研允。
背景技術(shù)：
在空間微重力環(huán)境中，氣體和液體中的對流現(xiàn)象消失，浮力消失，不同密度引起的組分分離和沉浮現(xiàn)象消失，流體的靜壓力消失等等。這使得氣液固三相很難分離，增加了生物細胞培養(yǎng)過程中氧氣的供給、廢氣的排出以及營養(yǎng)的傳質(zhì)均勻的難度。為了進行空間微重力環(huán)境生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)和空間細胞生物學(xué)、微生物學(xué)的相關(guān)研究，必須開發(fā)適合空間微重力環(huán)境的生物細胞培養(yǎng)技術(shù)，研制相應(yīng)的培養(yǎng)設(shè)備。美國、俄羅斯、歐洲、日本等航天強國多年來進行反應(yīng)器的設(shè)計和空間生命科學(xué)研究，使得空間生物細胞培養(yǎng)設(shè)備和技術(shù)取得了長足的進步。一些新型的生物細胞培養(yǎng)單元硬件設(shè)備已經(jīng)投入使用，可用于從高等生物如動物、植物到微生物、細胞、組織水平，從空間生物醫(yī)學(xué)到空間生物技術(shù)等不同層次研究。到目前為止，世界各國已經(jīng)研制旋轉(zhuǎn)壁式，連續(xù)灌注式，脈沖式等多種不同類型的微重力環(huán)境生物細胞培養(yǎng)的裝置，如美國在上世紀90年由NASA Johnson Space Center代初開發(fā)的用于微重力環(huán)境進行生物細胞和組織懸浮培養(yǎng)的RWV(Rotating Wall Vessel Bioreactor)反應(yīng)器。NASA開發(fā)的滿足美國在國際空間站上進行生命科學(xué)領(lǐng)域研究的細胞培養(yǎng)單元反應(yīng)器(Cell CultureUnit Bioreactor，CCUB)。美國宇航局艾姆斯研究中心等研制的單環(huán)路細胞培養(yǎng)反應(yīng)器(Single Loop for Cell Culture Bioreactor, SLCCB)等。該系列反應(yīng)器系統(tǒng)通過外循環(huán)改變供排氣方式和加裝消泡裝置等一系列措施較好地解決了反應(yīng)器系統(tǒng)培養(yǎng)生物細胞的不足，能更好的適應(yīng)空間微重力環(huán)境進行生物細胞培養(yǎng)研究和科學(xué)實驗的需求。
空間微重力環(huán)境下生物科學(xué)實驗具有相當?shù)奶魬?zhàn)性，這些實驗需要大量的時間去準備和可靠的硬件技術(shù)支持，因此研究微重力環(huán)境對生物細胞的影響具有很大的限制性， 包括電能、重量、體積、裝載限制；宇航員限制；飛行機會限制；商業(yè)價值限制；還需要特殊的實驗設(shè)備。從而需要一個能在地基上完成模擬微重力實驗的設(shè)備。模擬微重力是在地面上利用回轉(zhuǎn)器等模擬微重力裝置使作用于物體上的重力方向連續(xù)不斷隨機改變，轉(zhuǎn)動一周 (360° )產(chǎn)生的矢量和等于零即“零重力”現(xiàn)象，細胞和生物大分子處于一種模擬自由落體狀態(tài)，即模擬微重力狀態(tài)。在模擬微重力環(huán)境下，流體中剪切力和紊流特性降低，生物體的沉降系數(shù)發(fā)生改變。
在地面上能夠模擬產(chǎn)生微重力的裝置有自落機，高空氣球，探空火箭，落塔，拋物線飛行機等。但這些裝置的缺點是不能夠連續(xù)的產(chǎn)生微重力，對于需要長時間連續(xù)產(chǎn)生微重力效應(yīng)的生物培養(yǎng)來說并不適用。模擬微重力生物反應(yīng)器最早是美國國家航空航天局 (NASA)為開展空間細胞培養(yǎng)實驗而研制，逐漸演變?yōu)樵诘孛鏃l件下研究動植物細胞、微生物等在模擬微重力條件下生物學(xué)效應(yīng)的培養(yǎng)裝置。同時，其類型也由剛開始的簡單批次培養(yǎng)到面前廣泛應(yīng)用的灌注式連續(xù)培養(yǎng)。其功能也由最初的只能簡單調(diào)控轉(zhuǎn)速發(fā)展到現(xiàn)在的多參數(shù)在線監(jiān)控調(diào)控等。近些年來隨著空間科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國也研制了培養(yǎng)動植物細胞、組織與各種藻類、微生物等的培養(yǎng)裝置。
但目前世界開發(fā)的各類生物反應(yīng)器不能完全實現(xiàn)微重力環(huán)境和地面模擬微重力環(huán)境下生物細胞培養(yǎng)中的氣_液傳質(zhì)、分離等技術(shù)難題，實現(xiàn)生物細胞的高效培養(yǎng)以及相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測與調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決在微重力環(huán)境下的生物細胞培養(yǎng)裝置不能滿足懸浮生物細胞長時間、高效培養(yǎng)研究的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、培養(yǎng)效率高，能實現(xiàn)培養(yǎng)體系多參數(shù)實時檢測和自動調(diào)控，可用于微重力和地面模擬微重力環(huán)境下進行懸浮生物細胞的長時間高效培養(yǎng)、多參數(shù)實時檢測和自動調(diào)控的多功能膜生物反應(yīng)器。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，包括生物反應(yīng)器主體、 供氣系統(tǒng)、液體加注系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、參數(shù)測量控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和取樣系統(tǒng)，其中，參數(shù)測量控制系統(tǒng)包括PH值參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溶氧參數(shù)測量控制系統(tǒng)和壓力參數(shù)測量控制系統(tǒng)。
生物反應(yīng)器主體的高徑比為1. 5 2 ；生物反應(yīng)器主體橫臥在生物反應(yīng)器支撐底座上并與其固定連接；生物反應(yīng)器主體上部設(shè)置有進氣口和第一排氣口，左側(cè)壁體設(shè)置進液口，右側(cè)壁體從上到下設(shè)置有排液口和第二排氣口，外側(cè)壁面設(shè)有加熱套；供氣膜組件通過生物反應(yīng)器主體內(nèi)壁的支撐槽盤繞在生物反應(yīng)器主體的內(nèi)壁側(cè)；圓筒螺旋攪拌槳位于生物反應(yīng)器主體內(nèi)的中心水平軸上與生物反應(yīng)器主體內(nèi)兩側(cè)壁密封連接；中心排氣膜裝置位于圓筒螺旋攪拌槳內(nèi)并與其同軸，圓筒螺旋攪拌槳在動力驅(qū)動下繞中心排氣膜裝置旋轉(zhuǎn)。
供氣系統(tǒng)由供氣瓶、減壓閥和氣體流量計組成；通過控制氣體流速和氣體壓力，實現(xiàn)供氧膜組件內(nèi)氧氣向培養(yǎng)液無泡供給，供氧膜組件為聚四氟乙烯膜管。
液體加注系統(tǒng)由可變形貯液袋、蠕動泵和測控系統(tǒng)組成；其中，可變形貯液袋包括酸液袋、堿液袋、培養(yǎng)液袋和低溫種子液袋，蠕動泵包括酸液輸送蠕動泵、堿液輸送蠕動泵、 培養(yǎng)液輸送蠕動泵和種子液輸送蠕動泵；酸液輸送蠕動泵控制酸液袋內(nèi)液體的輸送，堿液輸送蠕動泵控制堿液袋內(nèi)液體的輸送，培養(yǎng)液輸送蠕動泵控制培養(yǎng)液袋內(nèi)營養(yǎng)液的輸送， 種子液輸送蠕動泵控制低溫種子液袋內(nèi)液體菌種的輸送；通過控制各蠕動泵的工作時間和流量實現(xiàn)液體的精確脈沖加注；溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)由微型溫度傳感器探頭、加熱套和測控系統(tǒng)組成，當生物反應(yīng)器主體內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，加熱套按程序開始工作，實現(xiàn)溫度的精確控制；微型PH傳感器探頭、微型溫度傳感器探頭、微型溶氧傳感器探頭和微型壓力傳感器探頭密封安裝在生物反應(yīng)器主體上部和下部的內(nèi)壁上。
攪拌系統(tǒng)由磁力驅(qū)動電機和圓筒螺旋攪拌槳組成，其中，圓筒螺旋攪拌槳包括圓筒螺旋攪拌槳底座、磁片和圓筒螺旋攪拌槳葉片，圓筒表面均勻分布有篩孔。利用磁力驅(qū)動電機驅(qū)動圓筒螺旋攪拌槳旋轉(zhuǎn)，一方面用于培養(yǎng)微生物、細胞和組織而不會造成細胞壁的破碎，實現(xiàn)氣液固的充分混合；另一方面在地面正常重力下圓筒螺旋攪拌槳葉片的旋轉(zhuǎn)，為生物細胞的培養(yǎng)提供模擬微重力環(huán)境；攪拌系統(tǒng)的動力系統(tǒng)還可以為電機直接驅(qū)動。
排氣系統(tǒng)由中心排氣膜裝置、真空泵和廢氣收集袋組成。
取樣系統(tǒng)由取樣蠕動泵和樣品收集池組成。
有益效果 本發(fā)明的膜生物反應(yīng)器裝置能實現(xiàn)微重力環(huán)境和地面模擬微重力環(huán)境下懸浮生物細胞的長時間高效培養(yǎng)、多參數(shù)實時檢測和自動調(diào)控。


圖1為本發(fā)明膜生物反應(yīng)器裝置實施例示意圖； 圖2為本發(fā)明生物反應(yīng)器主體實施例剖面示意圖； 圖3為本發(fā)明圓筒螺旋攪拌槳實施例剖面示意圖； 其中，1-生物反應(yīng)器主體；2-供氧膜組件；3-圓筒螺旋攪拌槳；4-中心排氣膜裝置；5-加熱套；6-生物反應(yīng)器支撐底座；7-供氣瓶；8-減壓閥；9-氣體流量計；10-酸液袋； 11-堿液袋；12-培養(yǎng)液袋；13-低溫種子液袋；14-酸液輸送蠕動泵；15-堿液輸送蠕動泵； 16-培養(yǎng)液輸送蠕動泵；17-種子液輸送蠕動泵；18-微型pH傳感器探頭；19-微型溫度傳感器探頭；20-磁力驅(qū)動電機；21-微型溶氧傳感器探頭；22-微型壓力傳感器探頭；23-取樣蠕動泵；24-樣品收集池；25-真空泵；26-廢氣收集袋；101-進液口 ；102-進氣口 ；103-第一排氣口 ； 104-排液口 ； 105-第二排氣口 ；301-圓筒螺旋攪拌槳底座；302-磁片；303-圓筒螺旋攪拌槳葉片；304-篩孔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做詳細說明。
實施例 如圖1所示，膜生物反應(yīng)器包括生物反應(yīng)器主體、供氣系統(tǒng)、液體加注系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、參數(shù)測量控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和取樣系統(tǒng)，其中，參數(shù)測量控制系統(tǒng)包括PH值參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溶氧參數(shù)測量控制系統(tǒng)和壓力參數(shù)測量控制系統(tǒng)。
生物反應(yīng)器主體1采用聚碳酸酯材料制成，高徑比為1. 5，體積為100ml。生物反應(yīng)器主體1橫臥在生物反應(yīng)器支撐底座6上并與其固定連接；如圖2所示生物反應(yīng)器主體 1上部設(shè)置有進氣口 102和第一排氣口 103，左側(cè)壁體設(shè)置進液口 101，右側(cè)壁體從上到下設(shè)置有排液口 104和第二排氣口 105，外側(cè)壁面設(shè)有加熱套5;供氣膜組件2通過生物反應(yīng)器主體內(nèi)壁的支撐槽盤繞在生物反應(yīng)器主體1的內(nèi)壁側(cè)；圓筒螺旋攪拌槳3位于生物反應(yīng)器主體1內(nèi)的中心水平軸上與生物反應(yīng)器主體1內(nèi)兩側(cè)壁密封連接；中心排氣膜裝置4位于圓筒螺旋攪拌槳3內(nèi)并與其同軸，圓筒螺旋攪拌槳3在磁力驅(qū)動電機20的驅(qū)動下繞中心排氣膜裝置4旋轉(zhuǎn)； 供氣系統(tǒng)由供氣瓶7、減壓閥8和氣體流量計9組成，供氣瓶7中的氣體為空氣； 通過控制氣體流速10-30ml/min和氣體壓力，實現(xiàn)供氧膜組件2內(nèi)氧氣向培養(yǎng)液無泡供給， 供氧膜組件2為聚四氟乙烯膜管。
液體加注系統(tǒng)由可變形貯液袋、蠕動泵和測控系統(tǒng)組成；其中，可變形貯液袋包括酸液袋10、堿液袋11、培養(yǎng)液袋12和低溫種子液袋13，蠕動泵包括酸液輸送蠕動泵14、堿液輸送蠕動泵15、培養(yǎng)液輸送蠕動泵16和種子液輸送蠕動泵17 ；酸液輸送蠕動泵14控制酸液袋10內(nèi)液體的的輸送，堿液輸送蠕動泵15控制堿液袋11內(nèi)液體的的輸送，培養(yǎng)液輸送蠕動泵16控制培養(yǎng)液袋12內(nèi)營養(yǎng)液的輸送，種子液輸送蠕動泵17控制低溫種子液袋13 內(nèi)液體菌種的輸送；通過控制各蠕動泵的工作時間和流量實現(xiàn)液體的精確脈沖加注，蠕動泵的功率均為6W，流量為0. 1-7. 5ml/min ；溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)由微型溫度傳感器探頭 19、加熱套5和測控系統(tǒng)組成，當生物反應(yīng)器主體1內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，加熱套5按程序開始工作，實現(xiàn)溫度的精確控制，加熱套5功率為15W;微型pH傳感器探頭18、微型溫度傳感器探頭19、微型溶氧傳感器探頭21和微型壓力傳感器探頭22密封安裝在生物反應(yīng)器主體1上部和下部的內(nèi)壁上并與生物反應(yīng)器主體1底面呈90度角。
攪拌系統(tǒng)由磁力驅(qū)動電機20和圓筒螺旋攪拌槳3組成，其中，如圖3所示，圓筒螺旋攪拌槳3包括圓筒螺旋攪拌槳底座301、磁片302和圓筒螺旋攪拌槳葉片303，其螺旋圈數(shù)為2圈，圓筒表面均勻分布有篩孔304。利用磁力驅(qū)動電機20驅(qū)動圓筒螺旋攪拌槳3旋轉(zhuǎn)，磁力驅(qū)動電機20的功率為12W，最大攪拌速度為60rpm，一方面用于培養(yǎng)微生物、細胞和組織而不會造成細胞壁的破碎，實現(xiàn)氣液固的充分混合；另一方面在地面正常重力下圓筒螺旋攪拌槳葉片3的旋轉(zhuǎn)，為生物細胞的培養(yǎng)提供模擬微重力環(huán)境。
排氣系統(tǒng)由中心排氣膜裝置4、真空泵25和廢氣收集袋26組成。
取樣系統(tǒng)由取樣蠕動泵23和樣品收集池24組成。
工作過程 在微重力和模擬微重力環(huán)境下進行懸浮生物細胞培養(yǎng)之前需利用乙醇浸泡，紫外照射，無菌水等方式對反應(yīng)器系統(tǒng)進行冷滅菌處理和清洗。然后進行生物細胞培養(yǎng)操作。 首先，培養(yǎng)液輸送蠕動泵16將培養(yǎng)液袋12中的無菌培養(yǎng)液以7. 5ml/min的速度向生物反應(yīng)器主體1中加注，通過控制培養(yǎng)液輸送蠕動泵16工作時間12min使液體充入生物反應(yīng)器主體1，充入的液體占生物反應(yīng)器主體1體積的90% ；氣體經(jīng)供氣瓶7、減壓閥8和氣體流量計9進入沿生物反應(yīng)器主體1內(nèi)壁盤繞的供氧膜組件2中，通過控制氣體流速10-30ml/ min和氣體壓力，實現(xiàn)向生物反應(yīng)器主體1內(nèi)氧氣的無泡供給，提高氧氣利用效率；對生物反應(yīng)器主體1培養(yǎng)體系接種時，4°C的低溫種子液袋13通過種子液輸送蠕動泵17在監(jiān)控系統(tǒng)的控制下向生物反應(yīng)器主體1內(nèi)脈沖式加注，通過控制種子液輸送蠕動泵17的工作時間80s，實現(xiàn)種子液加注量為IOml ；利用功率為12W的磁力驅(qū)動電機20驅(qū)動生物反應(yīng)器主體1內(nèi)的圓筒螺旋攪拌槳3繞中心排氣膜裝置4以30rpm的速度旋轉(zhuǎn)，通過圓筒螺旋攪拌槳3上圓筒螺旋攪拌槳葉片303的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)生物反應(yīng)器主體1內(nèi)氣液固三相的均勻分布(在地面正常重力環(huán)境下進行生物細胞培養(yǎng)時圓筒螺旋攪拌槳3的旋轉(zhuǎn)運動為細胞的高密度培養(yǎng)提供模擬微重力環(huán)境)；利用溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)控制生物反應(yīng)器主體1內(nèi)懸浮生物細胞培養(yǎng)所需微環(huán)境的穩(wěn)定，當溫度傳感器探頭19檢測到生物反應(yīng)器主體1內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度37度時，監(jiān)控系統(tǒng)自動開啟加熱套5的開關(guān)，加熱套5開始加熱，達到預(yù)設(shè)溫度時，加熱套5開關(guān)自動關(guān)閉，實現(xiàn)溫度(士 0.5度)的精確監(jiān)控；利用生物反應(yīng)器主體1 上部和下部內(nèi)壁上設(shè)置的微型PH傳感器探頭18、微型溶氧傳感器探頭21和微型壓力傳感器探頭22分別對生物反應(yīng)器主體1內(nèi)懸浮生物細胞發(fā)酵培養(yǎng)體系的pH值(2-12)、溶氧值 (20-150% )和壓力值(70-90KPa)進行實時在線檢測并按預(yù)先設(shè)定的值，通過控制酸液輸送蠕動泵16和堿液輸送蠕動泵17的工作時間，實現(xiàn)對培養(yǎng)體系pH值的精確控制，通過控制氧氣進入生物反應(yīng)器主體1的流量和壓力，實現(xiàn)對培養(yǎng)體系溶氧值的精確監(jiān)控。
在對懸浮生物細胞培養(yǎng)進行取樣分析時，取樣處蠕動泵23開始工作向樣品收集池24中泵入細胞培養(yǎng)液體直至充滿收集池。
在懸浮生物細胞培養(yǎng)的中后期，細胞生長代謝消耗大量的氧氣，產(chǎn)生大量的廢物此時溶氧值也隨之降低，在監(jiān)控系統(tǒng)的控制下，排氣系統(tǒng)的真空泵25開始工作，對連接中心排氣膜裝置4的管路抽負壓(< 0. OSMPa)，實現(xiàn)生物細胞代謝廢物二氧化碳氣體的快速高效排放，降低其對生物細胞生長代謝的抑制作用。
以上所述的具體描述，對發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于包括生物反應(yīng)器主體 (1)、供氣系統(tǒng)、液體加注系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、參數(shù)測量控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和取樣系統(tǒng)，其中， 參數(shù)測量控制系統(tǒng)包括PH值參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溶氧參數(shù)測量控制系統(tǒng)和壓力參數(shù)測量控制系統(tǒng)；生物反應(yīng)器主體(1)橫臥在生物反應(yīng)器支撐底座(6)上并與其固定連接；生物反應(yīng)器主體(1)上部設(shè)置有進氣口(102)和第一排氣口(103)；左側(cè)壁體設(shè)置進液口(101)，右側(cè)壁體從上到下設(shè)置有排液口(104)和第二排氣口(105)，外側(cè)壁面設(shè)有加熱套(5)；供氣膜組件2通過生物反應(yīng)器主體內(nèi)壁的支撐槽盤繞在生物反應(yīng)器主體(1)的內(nèi)壁側(cè)；圓筒螺旋攪拌槳(3)位于生物反應(yīng)器主體(1)內(nèi)的中心水平軸上與生物反應(yīng)器主體(1)內(nèi)兩側(cè)壁密封連接；中心排氣膜裝置(4)位于圓筒螺旋攪拌槳(3)內(nèi)并與其同軸，圓筒螺旋攪拌槳(3) 在動力驅(qū)動下繞中心排氣膜裝置(4)旋轉(zhuǎn)；供氣系統(tǒng)由供氣瓶(7)、減壓閥(8)和氣體流量計(9)組成；液體加注系統(tǒng)由可變形貯液袋、蠕動泵和測控系統(tǒng)組成；溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)由微型溫度傳感器探頭(19)、加熱套(5)和測控系統(tǒng)組成，微型PH傳感器探頭(18)、微型溫度傳感器探頭(19)、微型溶氧傳感器探頭(21)和微型壓力傳感器探頭(22)密封安裝在生物反應(yīng)器主體(1)上部和下部的內(nèi)壁上；攪拌系統(tǒng)由動力系統(tǒng)和圓筒螺旋攪拌槳(3)組成；排氣系統(tǒng)由中心排氣膜裝置(4)、真空泵(25)和廢氣收集袋(26)組成；取樣系統(tǒng)由取樣蠕動泵(23)和樣品收集池(24)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于生物反應(yīng)器主體(1)的高徑比為1. 5 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于供氧膜組件(2)為聚四氟乙烯膜管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于可變形貯液袋包括酸液袋(10)、堿液袋(11)、培養(yǎng)液袋(12)和低溫種子液袋(13)，蠕動泵包括酸液輸送蠕動泵(14)、堿液輸送蠕動泵(15)、培養(yǎng)液輸送蠕動泵(16)和種子液輸送蠕動泵(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于微型PH傳感器探頭(18)、微型溫度傳感器探頭(19)、微型溶氧傳感器探頭(21)和微型壓力傳感器探頭(22)與生物反應(yīng)器主體(1)底面呈90度角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于圓筒螺旋攪拌槳(3)包括圓筒螺旋攪拌槳底座(301)、磁片(302)和圓筒螺旋攪拌槳葉片(303)，圓筒表面均勻分布有篩孔(304)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微重力和模擬微重力環(huán)境下膜生物反應(yīng)器，其特征在于攪拌系統(tǒng)的動力系統(tǒng)為磁力驅(qū)動或電機直接驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種懸浮生物細胞高效培養(yǎng)的膜生物反應(yīng)器裝置，特別涉及一種用于微重力和模擬微重力環(huán)境下的膜生物反應(yīng)器，主要用于微重力環(huán)境和作為地面模擬微重力實驗裝置進行懸浮生物細胞的長時間培養(yǎng)和生物學(xué)效應(yīng)研究以及重組蛋白的高效制備研究。包括生物反應(yīng)器主體、供氣系統(tǒng)、液體加注系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、參數(shù)測量控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和取樣系統(tǒng)，其中，參數(shù)測量控制系統(tǒng)包括pH值參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溫度參數(shù)測量控制系統(tǒng)、溶氧參數(shù)測量控制系統(tǒng)和壓力參數(shù)測量控制系統(tǒng)。本發(fā)明的膜生物反應(yīng)器裝置能實現(xiàn)微重力環(huán)境和地面模擬微重力環(huán)境下懸浮生物細胞的長時間高效培養(yǎng)、多參數(shù)實時檢測和自動調(diào)控。
文檔編號C12M1/38GK102199537SQ201110091329
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者李春, 王超, 李坤鵬, 滕杰, 蔣遠大, 鄧玉林 申請人:北京理工大學(xué)